電解還元水製造装置
【課題】ｐＨを中性に維持しつつ還元力に優れた水を提供できる電解還元水製造装置を提供する。
【解決手段】ＲＯフィルタ２１から供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽２２を備える電解還元水製造装置であり、前記電解槽は、カソード２３、アノード２４及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂２６を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ陽イオン交換膜２５，２５’が形成されている電解還元水製造装置。
【解決手段】ＲＯフィルタ２１から供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽２２を備える電解還元水製造装置であり、前記電解槽は、カソード２３、アノード２４及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂２６を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ陽イオン交換膜２５，２５’が形成されている電解還元水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解還元水製造装置に係り、さらに詳細には、中性を維持しつつ還元力に優れた電解還元水を提供する装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
経済的成長と共に水市場が益々拡大しつつ、人々は多様な方法で水を取って飲んでいる。例えば、既存には湧き水を取るか、または水道水を沸かして飲んでいたが、最近は浄水器を利用するか、さらには、身体の不便な部分を改善するためにアルカリイオン整水器などを家庭に備えて利用している。
【０００３】
基本的に、ＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）フィルタタイプの浄水器の性能は、水中に存在する濁度、細菌、ウイルス、有機化合物、農薬類、重金属、消毒副産物、無機イオンなどを７０〜９０％以上除去し、ｐＨは中性で（ｐＨ５．８〜８．５）飲用に問題のないきれいな水が出るようにすることである。このために普通３〜５個のフィルタを浄水器内部に設け、通水した水を貯水槽に保管後に好みに合わせて冷水と温水などで取水できる機能を持っている。しかし、浄水器の水の機能は、生命を維持するための人体の新陳代謝や渇きを解消する基本的な性能を満たすだけであり、水の酸化還元電位（以下、ＯＲＰ、Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）と代弁される健康指数の側面では、水道水以上の酸化力を表す。
【０００４】
これらの浄水器の短所を補完して機能性を加えるために開発された製品が、アルカリイオン整水器である。これは、ｐＨ８．５以上の水を製造する医療用機器であり、食薬庁で４種の胃腸症状（慢性下痢、消化不良、胃腸内の異常発酵、胃酸過多）の改善効果を認められ、医学界でも腸内疾患、血管系疾患、糖尿病、アトピー性皮膚炎などのいろいろな疾患にその効果があることを、臨床実験により認めている。最近、学会と論文で、これらの主要効果の原因は、水中に存在する還元力にあると発表している。しかし、アルカリイオン整水器は、水中に溶けているイオンが電解質の役割を行って、円滑な電気分解によりアルカリイオン水が生成されるため、水中にイオンが十分にあるべきであり、これらのイオン量を維持させるためにフィルタの性能は、ＲＯフィルタレベルではなく、一般浄水項目を満たすＵＦ（Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）フィルタレベルの性能であるべきで、制約がある。また、アルカリイオン水の還元力を高めるために電気分解時に、電圧、電流を強く印加するほど水のｐＨが上がる現象が発生するため、還元力を高めるには飲料水として限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＪＰ１９９９−２３５５９０
【特許文献２】ＫＲ２００５−００８１０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面は、ｐＨを中性に維持しつつ還元力に優れた水を提供できる電解還元水製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によれば、ＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）フィルタと、前記ＲＯフィルタから供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽と、を備える電解還元水製造装置であり、前記電解槽は、カソード、アノード及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ陽イオン交換膜が形成されている電解還元水製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一具現例による電解還元水製造装置を使用すれば、ｐＨが中性でありつつも還元力に優れた還元水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のアルカリイオン整水器の駆動原理を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置の駆動原理を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置の駆動原理を示す概略図である。
【図３】従来のアルカリイオン整水器と、本発明の一具現例による電解還元水製造装置のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図４】本発明の一具現例による電解還元水製造装置に水を３時間通過させた後、カソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂の再生方法を示す図面である。
【図５Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂の再生方法を示す図面である。
【図６Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、電極反転前後のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、電極反転前後のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置に使われる電極の形状を示す図面である。
【図７Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置に使われる電極の形状を示す図面である。
【図８Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜及び電極の構成を示す図面である。
【図８Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜及び電極の構成を示す図面である。
【図９】本発明の他の具現例による電解還元水製造装置の作動原理を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の一側面による電解還元水製造装置は、ＲＯフィルタと、前記ＲＯフィルタから供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽と、を備える電解還元水製造装置であり、前記電解槽は、カソード、アノード及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ形成された陽イオン交換膜を含む。
【００１１】
本発明の一具現例による電解還元水製造装置は、重金属、有機物、無機イオンまでいずれも除去されたきれいな水であるが、還元性のない水を提供する浄水器と、還元性を表すもののｐＨ８．５以上でアルカリ性であり、ガラス残留塩素、色度、濁度、クロロホルムが除去されて基本浄水項目レベルのみ満たす水を提供するアルカリイオン整水器との長短所から、それぞれの長所のみを取り集めてｐＨが中性（ｐＨ５．８〜８．５）であり、微生物、細菌、残留塩素、重金属、有機化合物、農薬類まで除去された、きれいで安全な水にさらに高い還元力まで表す水を製造できる。
【００１２】
図１は、従来のアルカリイオン整水器の駆動原理を示す概略図である。
アルカリイオン整水器１は、ＵＦフィルタ１１と電気分解槽（以下、電解槽）１２とで形成され、前記電解槽１２は、カソード１３、アノード１４、及び前記カソード１３とアノード１４との間に位置するイオン交換膜１６を備える。
【００１３】
水はＵＦフィルタ１１を通過しながら目に見えない０．０１μｍサイズ以上のウイルス、微粒子細菌及び藻類胞子などの微生物は除去され、これよりサイズの小さいイオンと微細成分は通過する。このように通水した水を電解槽１２に入水させて、一定の電気エネルギーを加えて水を分解する。両電極１３、１４で生じる水の電気分解は、下記の反応式１で表すことができる。
［反応式１］
カソード（−極）：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−，Ｅ０＝−０．８２８Ｖ
アノード（＋極）：４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ，Ｅ０＝＋１．２２９Ｖ
この時、カソード１３で生成された水の酸化還元電位（ＯＲＰ；基準水素電極に対する相対電位）は、水中に理想的にＯＨ−とＨ２のみ存在するという仮定下で、標準水素電極に対する起電力を下記数式１で整理できる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
前記式で、ｎは、反応電子数を表し、Ｈ２ーｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ及びＨ２ーｃａｔｈｏｄｅは、それぞれ基準水素電極及びカソードにおけるＨ２の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を表し、ＯＨ−は、ＯＨ−の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を表す。
【００１６】
前記数式１で、Ｅ＝Ｅ＋−Ｅ−が正のｍＶ値から０ｍＶになるまで自発的な反応が起き、電子が指示電極から標準水素電極に移動するため、水素還元電位差の値は−に表示され、この場合、指示電極が入っている水は還元力を表す。もし、電子が標準水素電極から指示電極に移動するならば、水素還元電位差の値は＋に表示され、指示溶液は酸化力を表す。
【００１７】
前記反応式１から分かるように、Ｅ＝Ｅ＋−Ｅ−＝１．２２９−（−０．８２８）＝２．０５７Ｖの電圧を両電極に印加すれば、入水された水は、カソードでは、水素ガス（Ｈ２）とヒドロキシ基（ＯＨ−）とを発生させてアルカリ性を表し、前記数式１によりＯＲＰの値が小さくなり、−値を持つ可能性もある。アノードでは、酸素ガス（Ｏ２）と水素イオン（Ｈ＋）とを発生させて酸性を表し、前記数式１によりＯＲＰが＋値を持つようになる。
【００１８】
従来のアルカリイオン整水器の場合、印加される電圧が大きくなるほどアルカリ性程度が高くなりつつ電解還元水のｐＨ及び還元力が大きくなる。例えば、食薬庁で認めるアルカリイオン整水器は２等級医療機器であり、ｐＨ範囲が８．５〜１０に限定されているため、ｐＨ１０でＯＲＰが−８５ｍＶである。もし、還元力をさらに高めるために、印加される電圧を高めれば、前記反応式１のようにＨ２ガス発生量と比例してＯＨ−発生量が多くなるため、ｐＨ値は高くなり、結局人間が飲み難い水が生成される。したがって、アルカリイオン整水器を利用して製造できる電解還元水の還元力はｐＨ増加による制限があるため、その値を極大化するには制約がある。
【００１９】
また市販されているＲＯフィルタタイプの浄水器は、基本浄水性能である水中のガラス残留塩素、色度、濁度、クロロホルム、微生物、細菌の除去だけでなく、特殊浄水性能である有機化合物、農薬類、重金属及び無機イオン成分まで除去される純水が出水されるため、通水した水の伝導度値が平均５〜１５μｓ／ｃｍである。一般水道水の平均伝導度は２００〜２２０μｓ／ｃｍであるため、これと比較して１／１５〜１／４０以下の伝導度を表す。
【００２０】
ＵＦフィルタを通過したイオン水と同等に純水を電気分解するためには、４００〜５００Ｖ以上のエネルギーを投入せねばならない。言い換えれば、電気分解効率が急激に落ちるため、ＲＯフィルタを通過した純水の電気分解システムを構成することは非常に非現実的である。
本発明の一具現例による電解還元水製造装置は、前記浄水器及びアルカリイオン整水器の問題点を解決して、還元力に優れてｐＨ中性の水が製造できる。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置の駆動原理を示す概略図である。
図２Ａに示した電解還元水製造装置２を構成する基本的な電解槽２２の構造は、電気分解のためにカソード２３及びアノード２４が位置しており、前記カソード２３とアノード２４との間に陽イオン交換樹脂２６が位置する。前記カソード２３と陽イオン交換樹脂２６、及び前記陽イオン交換樹脂２６とアノード２４との間に陽イオン交換膜２５、２５’が形成される。この電解槽２２は、ＲＯフィルタ２１を通過した純水がカソード２３及び陽イオン交換樹脂２６に入るように構成されている。反応式１のように２．０５７Ｖ以上の電圧を印加すれば、アノード２４と水にぬれた隣接した陽イオン交換膜２５’との間で、電気分解により発生したＨ＋イオンが陽イオン交換樹脂２６の触媒の役割によりカソード２３に伝えられ、伝えられたＨ＋イオンは、下記の反応式２に表したように、ＯＨ−と中和反応を起こしてカソード２３で生成された還元水のｐＨが増加しないようにする。
［反応式２］
ＯＨ−（カソードで発生）＋Ｈ＋（アノード及び陽イオン交換樹脂から伝達）−→Ｈ２Ｏ（中性の水）
したがって、カソード２３で発生するＨ２により、水はｐＨ中性（５．８〜８．５）領域でＯＲＰが−値を持って還元力を表す。
【００２２】
さらに具体的には、図２Ｂに示したように、電解槽２２にＲＯフィルタ２１を通過した水を入手させて一定電流が流れるように電圧を印加すれば、陽イオン交換樹脂２６内に入った水は、アノード２４に密着している陽イオン交換膜２５’を水にぬらして、陽イオン交換膜２５’の表面とアノード２４の表面との間で水を分解してＨ＋とＯ２とを生成させる。アノード２４で生成されたＯ２は、サイズが約３．４Åであるため、陽イオン交換膜２５を通過してカソード２３へ行かず、陽イオン交換樹脂２６に入水された水を通じて外へ排出される。もし、陽イオン交換樹脂に入水される水が流れずに停止していれば、溶存２の濃度が高くて樹脂を酸化させて寿命を短縮させ、電気分解時に発生する熱（Ｑ∝Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を排出させられず、陽イオン交換膜と陽イオン交換樹脂との寿命を短縮させる。アノード２４で生成されたＨ＋はカソード２３で生成されるＯＨ−と結合して水分子が生成され、電流量を増大させてＨ２の発生量により還元水の還元力が大きくなってもｐＨは増加しない。
【００２３】
前記電解槽２２は、電圧を印加する電源部（図示せず）をさらに備える。しかし、電源部は電解槽２２と独立したユニットである。
【００２４】
本発明に使われる陽イオン交換樹脂は、Ｈ＋型陽イオン交換樹脂でありうる。例えば、ポリマー母体の表面にＳＯ３Ｈ交換基がついている樹脂の場合、水中に取り入れれば、自然にＨ＋イオンが解離されて水中のＨ＋イオンと平衡をなすまで水を酸性化させつつ樹脂表面から離れる。
【００２５】
陽イオン交換樹脂２６は、例えば、‘ロ’状の加工物中に充填してカソード２３とアノード２４との間に位置させる。純水では、電圧差で発生するエネルギーでは、アノードで発生するＨ＋イオンがカソードに移動できないが、陽イオン交換樹脂から解離されて出てきたＨ＋イオンを媒介として、アノードからカソードへのＨ＋イオンの伝達が可能であるので、陽イオン交換樹脂の寿命限度内では、小さな電圧にも電流が流れうる閉ループ構成を形成する。
【００２６】
図３は、従来のアルカリイオン整水器と、本発明の一具現例による電解還元水製造装置で電気分解した結果、カソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。原水は、それぞれＵＦフィルタとＲＯフィルタとを通過した水であり、電圧印加の増加量によって、アルカリイオン整水器は、ＯＲＰ−１５０ｍＶで大きい増加なしにｐＨのみ８．５から９．５以上に増加することが分かるが、本発明の電解還元水製造装置は、電圧の増加につれて持続的にＯＲＰは−５００ｍＶまで増加するが、ｐＨは７〜７．５の間で変動なしに安定した値を表した。
【００２７】
一方、持続的に陽イオン交換樹脂を通じて水が通れば、陽イオン交換樹脂の表面では、Ｈ＋イオンが消耗され続ける。したがって、電気分解なしに水を通過させるか、または電気分解をするとしても低電流で発生するＨ＋イオンではイオン交換樹脂の再生が不十分で、陽イオン交換樹脂の性能低下を回避できない。
【００２８】
図４は、本発明の一具現例によって電解還元水製造装置で電圧印加なしに水を３時間通過させた後、カソードで生成された還元水の印加電圧増加によるｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。図４から分かるように、ＯＲＰ値が−５００ｍＶ以上の値を持つ時、電解槽内のイオン交換樹脂表面に付着された作用基である−ＳＯ３Ｈが十分な時はｐＨが中性を維持するが、水を３時間通過させた後には陽イオン交換樹脂のＨ＋解離効率が低下して、カソードで生成されるＯＨ−を中和させる反応が低減し、結果的にｐＨが８．７以上に増加した。
【００２９】
既存のＨ＋型の陽イオン交換樹脂を再生するための方法としては、樹脂をＨＣｌ溶液に一定時間浸漬させ、水中に存在する過量のＨ＋イオンを利用して樹脂表面を−ＳＯ３Ｈ形態に復元させる方法がある。しかし、本発明の電解還元水製造装置の電解槽の構造的特性上、内部に入っている陽イオン交換樹脂を、ＨＣｌ溶液を利用した化学的な方法で再生できない。したがって、電気分解により発生するＨ＋を利用して樹脂を再生する方法を利用できる。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂の再生方法を示す。
図５Ａ及び図５Ｂのように、電気分解によりアノード５４で生成されるＨ＋イオンは、陽イオン交換膜５５’及び陽イオン交換樹脂５６に移動し、前記アノード５４及び陽イオン交換膜５５’と隣接している陽イオン交換樹脂５６の部分は、Ｈ＋の濃度がイオン化した平衡状態より高いため、一部再生が行われている。したがって、一定流量を電気分解した後、左右対称に構成されている電解槽５２のアノード５３、カソード５４の極性及び電解槽に入水される水を交互に入れ替えれば、陽イオン交換樹脂のＨ＋伝達触媒作用と再生作用とを同時に行いつつ、連続的に中性の還元水を作ることができる。また水が片方向に流れるため発生しうる水のフローを反転させることで、イオン交換膜の汚染を防止できる。アノード５３及びカソード５４の極性を入れ替えることは、電源部５８に連結されたスイッチ５７により行われる。
【００３１】
すなわち、電極反転により、図５Ａでのカソード５３が、図５Ｂではアノード５３’になり、図５Ａでのアノード５４が、図５Ｂではカソード５４’になり、したがって、図５ＢでＲＯフィルタ５１を通過した水は、カソード室５８’及び陽イオン交換樹脂５６に入水される。これは、陽イオン交換樹脂５６を中心として左右が対称になる構造であるため、電極の極性をいかなる方向に与えるかによってカソード５３とアノード５４とが変わりうるということである。
【００３２】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、電極反転前後のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
図６Ａは、一定流量の水が流れる間に陽イオン交換樹脂の性能低下による還元水のｐＨの変動を示す。カソードから出る水は、経時的に陽イオン交換樹脂性能の低下でｐＨが増加することが確認できる。図６Ｂのように電極及び流路反転を行った時、再びｐＨ値は中性に復帰して、ＯＲＰは−５００ｍＶ以上維持されていることが分かる。
【００３３】
本発明の電解槽に使われるカソード及びアノードは、図７に示したように、水が通過できる孔が一定の間隔で形成されているか（図７Ａ）、または表面積をさらに広げるために製作されたメッシュ状構造を持つ（図７Ｂ）。これらの形態を持つことで電気分解効率が向上する。電極の材質は、生体学的に安全性のあるチタン電極に、印加電圧によりイオン化反応が起きず、かつ電気伝導度が良好で生体学的に安全性のある白金コーティングを施したものでありうる。
【００３４】
本発明の一具現例による電解還元水製造装置で、カソード、陽イオン交換膜と陽イオン交換樹脂、及び陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜とアノードとは互いに密着している。図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜及び電極の構成を示す図面である。図８Ａに示したように、陽イオン交換膜８５、８５’と電極８３、８４との間に一定間隔が存在すれば、アノード８４で発生したＨ＋が陽イオン交換膜８５’及び陽イオン交換樹脂８６に移動する効率が低下して、カソード８３で水のｐＨを中和させる効率が低下する恐れもある。したがって、図８Ｂに示したように、陽イオン交換樹脂８６、陽イオン交換膜８５、８５’及び電極８３、８４は互いに密着することが望ましい。
【００３５】
本発明による電解還元水製造装置に含まれる電解槽に流れ込む水は、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、カソード２３及び陽イオン交換樹脂２６に供給される。
前記カソード２３に流れ込む水は、水の還元反応で水素ガス及びＯＨ−イオンを生成して還元水の製造に使われる。一方、陽イオン交換樹脂２６に供給される水は、アノード２４で生成された酸素ガスが陽イオン交換膜２５’を通過してカソード２３に侵入することを防止するだけでなく、電解槽作動による発熱を防止して陽イオン交換樹脂及び陽イオン交換膜の劣化を防止できる。
【００３６】
一具現例で、ＲＯフィルタを通過した水の流量は、最大３ｋｇｆ／ｃｍ２で０．１Ｌ／ｍ、７．５ｋｇｆ／ｃｍ２で０．２９Ｌ／ｍほどである。平均５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で使用すると仮定すれば、流量は約０．２Ｌ／ｍほどであるため、水の量が多いものではない。したがって、陽イオン交換樹脂に流れ込む水を最小化し、残りは、電解還元水の生成のためにカソードに流れ込ませることができる。
【００３７】
図９は、本発明の他の具現例による電解還元水製造装置の作動原理を示す概略図である。
図９に示したように、カソード９３と陽イオン交換樹脂９６だけでなくアノード９４にも水を流れ込ませることができる。しかし、陽イオン交換樹脂９６及びアノード９４から排出される水は、人間が飲む水ではなく捨てるべき水であるため非効率的であり、アノード９４にも水を流れ込ませるためには、ＲＯフィルタ９１に印加される圧力をさらに高めて流量を増やさねばならないので、ＲＯフィルタ９１の寿命に影響を与える。
【００３８】
本発明の一側面による電解還元水製造装置は、中性（ｐＨ５．８〜８．５）の還元水を製造できるため、浄水器とアルカリイオン整水器との長所のみ取り集めたものであり、浄水器や医療機市場に進出できる。それだけでなく家庭用及び企業用冷蔵庫のディスペンサーや室内加湿器にも応用できる。またこれにより製造された還元水は、常温でＨ２溶存値が極大化して水分子が細かく割られた高活性還元水であり、健康、美容、及び作物分野などに多様に応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、電解還元水製造装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 浄水器
２ 電解還元水製造装置
１１ ＵＦフィルタ
２１、５１、９１ ＲＯフィルタ
１２、２２、５２、９２ 電解槽
１３、２３、５３、５４’、８３、９３ カソード
１４、２４、５４、５３’、８４、９４ アノード
１６ イオン交換膜
２５、２５’、５５、５５’、８５、８５’、９５、９５’ 陽イオン交換樹脂
２６、５６、８６、９６ 陽イオン交換膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解還元水製造装置に係り、さらに詳細には、中性を維持しつつ還元力に優れた電解還元水を提供する装置を開示する。
【背景技術】
【０００２】
経済的成長と共に水市場が益々拡大しつつ、人々は多様な方法で水を取って飲んでいる。例えば、既存には湧き水を取るか、または水道水を沸かして飲んでいたが、最近は浄水器を利用するか、さらには、身体の不便な部分を改善するためにアルカリイオン整水器などを家庭に備えて利用している。
【０００３】
基本的に、ＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）フィルタタイプの浄水器の性能は、水中に存在する濁度、細菌、ウイルス、有機化合物、農薬類、重金属、消毒副産物、無機イオンなどを７０〜９０％以上除去し、ｐＨは中性で（ｐＨ５．８〜８．５）飲用に問題のないきれいな水が出るようにすることである。このために普通３〜５個のフィルタを浄水器内部に設け、通水した水を貯水槽に保管後に好みに合わせて冷水と温水などで取水できる機能を持っている。しかし、浄水器の水の機能は、生命を維持するための人体の新陳代謝や渇きを解消する基本的な性能を満たすだけであり、水の酸化還元電位（以下、ＯＲＰ、Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）と代弁される健康指数の側面では、水道水以上の酸化力を表す。
【０００４】
これらの浄水器の短所を補完して機能性を加えるために開発された製品が、アルカリイオン整水器である。これは、ｐＨ８．５以上の水を製造する医療用機器であり、食薬庁で４種の胃腸症状（慢性下痢、消化不良、胃腸内の異常発酵、胃酸過多）の改善効果を認められ、医学界でも腸内疾患、血管系疾患、糖尿病、アトピー性皮膚炎などのいろいろな疾患にその効果があることを、臨床実験により認めている。最近、学会と論文で、これらの主要効果の原因は、水中に存在する還元力にあると発表している。しかし、アルカリイオン整水器は、水中に溶けているイオンが電解質の役割を行って、円滑な電気分解によりアルカリイオン水が生成されるため、水中にイオンが十分にあるべきであり、これらのイオン量を維持させるためにフィルタの性能は、ＲＯフィルタレベルではなく、一般浄水項目を満たすＵＦ（Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）フィルタレベルの性能であるべきで、制約がある。また、アルカリイオン水の還元力を高めるために電気分解時に、電圧、電流を強く印加するほど水のｐＨが上がる現象が発生するため、還元力を高めるには飲料水として限界がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＪＰ１９９９−２３５５９０
【特許文献２】ＫＲ２００５−００８１０１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一側面は、ｐＨを中性に維持しつつ還元力に優れた水を提供できる電解還元水製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によれば、ＲＯ（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ）フィルタと、前記ＲＯフィルタから供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽と、を備える電解還元水製造装置であり、前記電解槽は、カソード、アノード及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ陽イオン交換膜が形成されている電解還元水製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一具現例による電解還元水製造装置を使用すれば、ｐＨが中性でありつつも還元力に優れた還元水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のアルカリイオン整水器の駆動原理を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置の駆動原理を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置の駆動原理を示す概略図である。
【図３】従来のアルカリイオン整水器と、本発明の一具現例による電解還元水製造装置のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図４】本発明の一具現例による電解還元水製造装置に水を３時間通過させた後、カソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂の再生方法を示す図面である。
【図５Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂の再生方法を示す図面である。
【図６Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、電極反転前後のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図６Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、電極反転前後のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置に使われる電極の形状を示す図面である。
【図７Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置に使われる電極の形状を示す図面である。
【図８Ａ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜及び電極の構成を示す図面である。
【図８Ｂ】本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜及び電極の構成を示す図面である。
【図９】本発明の他の具現例による電解還元水製造装置の作動原理を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の一側面による電解還元水製造装置は、ＲＯフィルタと、前記ＲＯフィルタから供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽と、を備える電解還元水製造装置であり、前記電解槽は、カソード、アノード及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ形成された陽イオン交換膜を含む。
【００１１】
本発明の一具現例による電解還元水製造装置は、重金属、有機物、無機イオンまでいずれも除去されたきれいな水であるが、還元性のない水を提供する浄水器と、還元性を表すもののｐＨ８．５以上でアルカリ性であり、ガラス残留塩素、色度、濁度、クロロホルムが除去されて基本浄水項目レベルのみ満たす水を提供するアルカリイオン整水器との長短所から、それぞれの長所のみを取り集めてｐＨが中性（ｐＨ５．８〜８．５）であり、微生物、細菌、残留塩素、重金属、有機化合物、農薬類まで除去された、きれいで安全な水にさらに高い還元力まで表す水を製造できる。
【００１２】
図１は、従来のアルカリイオン整水器の駆動原理を示す概略図である。
アルカリイオン整水器１は、ＵＦフィルタ１１と電気分解槽（以下、電解槽）１２とで形成され、前記電解槽１２は、カソード１３、アノード１４、及び前記カソード１３とアノード１４との間に位置するイオン交換膜１６を備える。
【００１３】
水はＵＦフィルタ１１を通過しながら目に見えない０．０１μｍサイズ以上のウイルス、微粒子細菌及び藻類胞子などの微生物は除去され、これよりサイズの小さいイオンと微細成分は通過する。このように通水した水を電解槽１２に入水させて、一定の電気エネルギーを加えて水を分解する。両電極１３、１４で生じる水の電気分解は、下記の反応式１で表すことができる。
［反応式１］
カソード（−極）：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−，Ｅ０＝−０．８２８Ｖ
アノード（＋極）：４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ−→２Ｈ２Ｏ，Ｅ０＝＋１．２２９Ｖ
この時、カソード１３で生成された水の酸化還元電位（ＯＲＰ；基準水素電極に対する相対電位）は、水中に理想的にＯＨ−とＨ２のみ存在するという仮定下で、標準水素電極に対する起電力を下記数式１で整理できる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
前記式で、ｎは、反応電子数を表し、Ｈ２ーｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ及びＨ２ーｃａｔｈｏｄｅは、それぞれ基準水素電極及びカソードにおけるＨ２の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を表し、ＯＨ−は、ＯＨ−の濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を表す。
【００１６】
前記数式１で、Ｅ＝Ｅ＋−Ｅ−が正のｍＶ値から０ｍＶになるまで自発的な反応が起き、電子が指示電極から標準水素電極に移動するため、水素還元電位差の値は−に表示され、この場合、指示電極が入っている水は還元力を表す。もし、電子が標準水素電極から指示電極に移動するならば、水素還元電位差の値は＋に表示され、指示溶液は酸化力を表す。
【００１７】
前記反応式１から分かるように、Ｅ＝Ｅ＋−Ｅ−＝１．２２９−（−０．８２８）＝２．０５７Ｖの電圧を両電極に印加すれば、入水された水は、カソードでは、水素ガス（Ｈ２）とヒドロキシ基（ＯＨ−）とを発生させてアルカリ性を表し、前記数式１によりＯＲＰの値が小さくなり、−値を持つ可能性もある。アノードでは、酸素ガス（Ｏ２）と水素イオン（Ｈ＋）とを発生させて酸性を表し、前記数式１によりＯＲＰが＋値を持つようになる。
【００１８】
従来のアルカリイオン整水器の場合、印加される電圧が大きくなるほどアルカリ性程度が高くなりつつ電解還元水のｐＨ及び還元力が大きくなる。例えば、食薬庁で認めるアルカリイオン整水器は２等級医療機器であり、ｐＨ範囲が８．５〜１０に限定されているため、ｐＨ１０でＯＲＰが−８５ｍＶである。もし、還元力をさらに高めるために、印加される電圧を高めれば、前記反応式１のようにＨ２ガス発生量と比例してＯＨ−発生量が多くなるため、ｐＨ値は高くなり、結局人間が飲み難い水が生成される。したがって、アルカリイオン整水器を利用して製造できる電解還元水の還元力はｐＨ増加による制限があるため、その値を極大化するには制約がある。
【００１９】
また市販されているＲＯフィルタタイプの浄水器は、基本浄水性能である水中のガラス残留塩素、色度、濁度、クロロホルム、微生物、細菌の除去だけでなく、特殊浄水性能である有機化合物、農薬類、重金属及び無機イオン成分まで除去される純水が出水されるため、通水した水の伝導度値が平均５〜１５μｓ／ｃｍである。一般水道水の平均伝導度は２００〜２２０μｓ／ｃｍであるため、これと比較して１／１５〜１／４０以下の伝導度を表す。
【００２０】
ＵＦフィルタを通過したイオン水と同等に純水を電気分解するためには、４００〜５００Ｖ以上のエネルギーを投入せねばならない。言い換えれば、電気分解効率が急激に落ちるため、ＲＯフィルタを通過した純水の電気分解システムを構成することは非常に非現実的である。
本発明の一具現例による電解還元水製造装置は、前記浄水器及びアルカリイオン整水器の問題点を解決して、還元力に優れてｐＨ中性の水が製造できる。
【００２１】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置の駆動原理を示す概略図である。
図２Ａに示した電解還元水製造装置２を構成する基本的な電解槽２２の構造は、電気分解のためにカソード２３及びアノード２４が位置しており、前記カソード２３とアノード２４との間に陽イオン交換樹脂２６が位置する。前記カソード２３と陽イオン交換樹脂２６、及び前記陽イオン交換樹脂２６とアノード２４との間に陽イオン交換膜２５、２５’が形成される。この電解槽２２は、ＲＯフィルタ２１を通過した純水がカソード２３及び陽イオン交換樹脂２６に入るように構成されている。反応式１のように２．０５７Ｖ以上の電圧を印加すれば、アノード２４と水にぬれた隣接した陽イオン交換膜２５’との間で、電気分解により発生したＨ＋イオンが陽イオン交換樹脂２６の触媒の役割によりカソード２３に伝えられ、伝えられたＨ＋イオンは、下記の反応式２に表したように、ＯＨ−と中和反応を起こしてカソード２３で生成された還元水のｐＨが増加しないようにする。
［反応式２］
ＯＨ−（カソードで発生）＋Ｈ＋（アノード及び陽イオン交換樹脂から伝達）−→Ｈ２Ｏ（中性の水）
したがって、カソード２３で発生するＨ２により、水はｐＨ中性（５．８〜８．５）領域でＯＲＰが−値を持って還元力を表す。
【００２２】
さらに具体的には、図２Ｂに示したように、電解槽２２にＲＯフィルタ２１を通過した水を入手させて一定電流が流れるように電圧を印加すれば、陽イオン交換樹脂２６内に入った水は、アノード２４に密着している陽イオン交換膜２５’を水にぬらして、陽イオン交換膜２５’の表面とアノード２４の表面との間で水を分解してＨ＋とＯ２とを生成させる。アノード２４で生成されたＯ２は、サイズが約３．４Åであるため、陽イオン交換膜２５を通過してカソード２３へ行かず、陽イオン交換樹脂２６に入水された水を通じて外へ排出される。もし、陽イオン交換樹脂に入水される水が流れずに停止していれば、溶存２の濃度が高くて樹脂を酸化させて寿命を短縮させ、電気分解時に発生する熱（Ｑ∝Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を排出させられず、陽イオン交換膜と陽イオン交換樹脂との寿命を短縮させる。アノード２４で生成されたＨ＋はカソード２３で生成されるＯＨ−と結合して水分子が生成され、電流量を増大させてＨ２の発生量により還元水の還元力が大きくなってもｐＨは増加しない。
【００２３】
前記電解槽２２は、電圧を印加する電源部（図示せず）をさらに備える。しかし、電源部は電解槽２２と独立したユニットである。
【００２４】
本発明に使われる陽イオン交換樹脂は、Ｈ＋型陽イオン交換樹脂でありうる。例えば、ポリマー母体の表面にＳＯ３Ｈ交換基がついている樹脂の場合、水中に取り入れれば、自然にＨ＋イオンが解離されて水中のＨ＋イオンと平衡をなすまで水を酸性化させつつ樹脂表面から離れる。
【００２５】
陽イオン交換樹脂２６は、例えば、‘ロ’状の加工物中に充填してカソード２３とアノード２４との間に位置させる。純水では、電圧差で発生するエネルギーでは、アノードで発生するＨ＋イオンがカソードに移動できないが、陽イオン交換樹脂から解離されて出てきたＨ＋イオンを媒介として、アノードからカソードへのＨ＋イオンの伝達が可能であるので、陽イオン交換樹脂の寿命限度内では、小さな電圧にも電流が流れうる閉ループ構成を形成する。
【００２６】
図３は、従来のアルカリイオン整水器と、本発明の一具現例による電解還元水製造装置で電気分解した結果、カソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。原水は、それぞれＵＦフィルタとＲＯフィルタとを通過した水であり、電圧印加の増加量によって、アルカリイオン整水器は、ＯＲＰ−１５０ｍＶで大きい増加なしにｐＨのみ８．５から９．５以上に増加することが分かるが、本発明の電解還元水製造装置は、電圧の増加につれて持続的にＯＲＰは−５００ｍＶまで増加するが、ｐＨは７〜７．５の間で変動なしに安定した値を表した。
【００２７】
一方、持続的に陽イオン交換樹脂を通じて水が通れば、陽イオン交換樹脂の表面では、Ｈ＋イオンが消耗され続ける。したがって、電気分解なしに水を通過させるか、または電気分解をするとしても低電流で発生するＨ＋イオンではイオン交換樹脂の再生が不十分で、陽イオン交換樹脂の性能低下を回避できない。
【００２８】
図４は、本発明の一具現例によって電解還元水製造装置で電圧印加なしに水を３時間通過させた後、カソードで生成された還元水の印加電圧増加によるｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。図４から分かるように、ＯＲＰ値が−５００ｍＶ以上の値を持つ時、電解槽内のイオン交換樹脂表面に付着された作用基である−ＳＯ３Ｈが十分な時はｐＨが中性を維持するが、水を３時間通過させた後には陽イオン交換樹脂のＨ＋解離効率が低下して、カソードで生成されるＯＨ−を中和させる反応が低減し、結果的にｐＨが８．７以上に増加した。
【００２９】
既存のＨ＋型の陽イオン交換樹脂を再生するための方法としては、樹脂をＨＣｌ溶液に一定時間浸漬させ、水中に存在する過量のＨ＋イオンを利用して樹脂表面を−ＳＯ３Ｈ形態に復元させる方法がある。しかし、本発明の電解還元水製造装置の電解槽の構造的特性上、内部に入っている陽イオン交換樹脂を、ＨＣｌ溶液を利用した化学的な方法で再生できない。したがって、電気分解により発生するＨ＋を利用して樹脂を再生する方法を利用できる。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂の再生方法を示す。
図５Ａ及び図５Ｂのように、電気分解によりアノード５４で生成されるＨ＋イオンは、陽イオン交換膜５５’及び陽イオン交換樹脂５６に移動し、前記アノード５４及び陽イオン交換膜５５’と隣接している陽イオン交換樹脂５６の部分は、Ｈ＋の濃度がイオン化した平衡状態より高いため、一部再生が行われている。したがって、一定流量を電気分解した後、左右対称に構成されている電解槽５２のアノード５３、カソード５４の極性及び電解槽に入水される水を交互に入れ替えれば、陽イオン交換樹脂のＨ＋伝達触媒作用と再生作用とを同時に行いつつ、連続的に中性の還元水を作ることができる。また水が片方向に流れるため発生しうる水のフローを反転させることで、イオン交換膜の汚染を防止できる。アノード５３及びカソード５４の極性を入れ替えることは、電源部５８に連結されたスイッチ５７により行われる。
【００３１】
すなわち、電極反転により、図５Ａでのカソード５３が、図５Ｂではアノード５３’になり、図５Ａでのアノード５４が、図５Ｂではカソード５４’になり、したがって、図５ＢでＲＯフィルタ５１を通過した水は、カソード室５８’及び陽イオン交換樹脂５６に入水される。これは、陽イオン交換樹脂５６を中心として左右が対称になる構造であるため、電極の極性をいかなる方向に与えるかによってカソード５３とアノード５４とが変わりうるということである。
【００３２】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、電極反転前後のカソードで生成された還元水のｐＨ及びＯＲＰ特性を示すグラフである。
図６Ａは、一定流量の水が流れる間に陽イオン交換樹脂の性能低下による還元水のｐＨの変動を示す。カソードから出る水は、経時的に陽イオン交換樹脂性能の低下でｐＨが増加することが確認できる。図６Ｂのように電極及び流路反転を行った時、再びｐＨ値は中性に復帰して、ＯＲＰは−５００ｍＶ以上維持されていることが分かる。
【００３３】
本発明の電解槽に使われるカソード及びアノードは、図７に示したように、水が通過できる孔が一定の間隔で形成されているか（図７Ａ）、または表面積をさらに広げるために製作されたメッシュ状構造を持つ（図７Ｂ）。これらの形態を持つことで電気分解効率が向上する。電極の材質は、生体学的に安全性のあるチタン電極に、印加電圧によりイオン化反応が起きず、かつ電気伝導度が良好で生体学的に安全性のある白金コーティングを施したものでありうる。
【００３４】
本発明の一具現例による電解還元水製造装置で、カソード、陽イオン交換膜と陽イオン交換樹脂、及び陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜とアノードとは互いに密着している。図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一具現例による電解還元水製造装置における、陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜及び電極の構成を示す図面である。図８Ａに示したように、陽イオン交換膜８５、８５’と電極８３、８４との間に一定間隔が存在すれば、アノード８４で発生したＨ＋が陽イオン交換膜８５’及び陽イオン交換樹脂８６に移動する効率が低下して、カソード８３で水のｐＨを中和させる効率が低下する恐れもある。したがって、図８Ｂに示したように、陽イオン交換樹脂８６、陽イオン交換膜８５、８５’及び電極８３、８４は互いに密着することが望ましい。
【００３５】
本発明による電解還元水製造装置に含まれる電解槽に流れ込む水は、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、カソード２３及び陽イオン交換樹脂２６に供給される。
前記カソード２３に流れ込む水は、水の還元反応で水素ガス及びＯＨ−イオンを生成して還元水の製造に使われる。一方、陽イオン交換樹脂２６に供給される水は、アノード２４で生成された酸素ガスが陽イオン交換膜２５’を通過してカソード２３に侵入することを防止するだけでなく、電解槽作動による発熱を防止して陽イオン交換樹脂及び陽イオン交換膜の劣化を防止できる。
【００３６】
一具現例で、ＲＯフィルタを通過した水の流量は、最大３ｋｇｆ／ｃｍ２で０．１Ｌ／ｍ、７．５ｋｇｆ／ｃｍ２で０．２９Ｌ／ｍほどである。平均５ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力で使用すると仮定すれば、流量は約０．２Ｌ／ｍほどであるため、水の量が多いものではない。したがって、陽イオン交換樹脂に流れ込む水を最小化し、残りは、電解還元水の生成のためにカソードに流れ込ませることができる。
【００３７】
図９は、本発明の他の具現例による電解還元水製造装置の作動原理を示す概略図である。
図９に示したように、カソード９３と陽イオン交換樹脂９６だけでなくアノード９４にも水を流れ込ませることができる。しかし、陽イオン交換樹脂９６及びアノード９４から排出される水は、人間が飲む水ではなく捨てるべき水であるため非効率的であり、アノード９４にも水を流れ込ませるためには、ＲＯフィルタ９１に印加される圧力をさらに高めて流量を増やさねばならないので、ＲＯフィルタ９１の寿命に影響を与える。
【００３８】
本発明の一側面による電解還元水製造装置は、中性（ｐＨ５．８〜８．５）の還元水を製造できるため、浄水器とアルカリイオン整水器との長所のみ取り集めたものであり、浄水器や医療機市場に進出できる。それだけでなく家庭用及び企業用冷蔵庫のディスペンサーや室内加湿器にも応用できる。またこれにより製造された還元水は、常温でＨ２溶存値が極大化して水分子が細かく割られた高活性還元水であり、健康、美容、及び作物分野などに多様に応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、電解還元水製造装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４０】
１ 浄水器
２ 電解還元水製造装置
１１ ＵＦフィルタ
２１、５１、９１ ＲＯフィルタ
１２、２２、５２、９２ 電解槽
１３、２３、５３、５４’、８３、９３ カソード
１４、２４、５４、５３’、８４、９４ アノード
１６ イオン交換膜
２５、２５’、５５、５５’、８５、８５’、９５、９５’ 陽イオン交換樹脂
２６、５６、８６、９６ 陽イオン交換膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＯフィルタと、
前記ＲＯフィルタから供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽と、を備える電解還元水製造装置であり、
前記電解槽は、カソード、アノード及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ陽イオン交換膜が形成されている電解還元水製造装置。
【請求項２】
前記陽イオン交換樹脂は、Ｈ＋型陽イオン交換樹脂である請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項３】
前記カソード、陽イオン交換膜と陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜とアノードとは互いに密着している請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項４】
前記カソード及びアノードには、水が通過できる孔が形成されている請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項５】
前記カソード及びアノードは、メッシュ型構造である請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項６】
前記電解槽に流れ込む水は、前記カソード及び陽イオン交換樹脂に供給される請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項７】
前記陽イオン交換樹脂は、前記カソード及びアノードを反転することで再生される請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項８】
前記電解槽に電圧を印加する電源部をさらに備える請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項９】
前記カソードとアノードとの極性を反転させるスイッチをさらに備える請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項１０】
前記カソードとアノードのうち少なくとも一つは、チタンからなる請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項１１】
前記カソードとアノードのうち少なくとも一つは、白金でコーティングされた請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項１２】
アノードに“＋”極性を付与し、カソードに“−”極性を付与する段階と、前記アノードとカソードとの極性を反転して中性還元水を連続的に生産する段階と、を含む請求項１に記載の電解還元水製造装置に電源を供給する方法。
【請求項１】
ＲＯフィルタと、
前記ＲＯフィルタから供給された水を電気分解して還元水を得るための電解槽と、を備える電解還元水製造装置であり、
前記電解槽は、カソード、アノード及び前記カソードと前記アノードとの間に位置する陽イオン交換樹脂を含み、前記カソードと前記陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂と前記アノードとの間にそれぞれ陽イオン交換膜が形成されている電解還元水製造装置。
【請求項２】
前記陽イオン交換樹脂は、Ｈ＋型陽イオン交換樹脂である請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項３】
前記カソード、陽イオン交換膜と陽イオン交換樹脂、及び前記陽イオン交換樹脂、陽イオン交換膜とアノードとは互いに密着している請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項４】
前記カソード及びアノードには、水が通過できる孔が形成されている請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項５】
前記カソード及びアノードは、メッシュ型構造である請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項６】
前記電解槽に流れ込む水は、前記カソード及び陽イオン交換樹脂に供給される請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項７】
前記陽イオン交換樹脂は、前記カソード及びアノードを反転することで再生される請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項８】
前記電解槽に電圧を印加する電源部をさらに備える請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項９】
前記カソードとアノードとの極性を反転させるスイッチをさらに備える請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項１０】
前記カソードとアノードのうち少なくとも一つは、チタンからなる請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項１１】
前記カソードとアノードのうち少なくとも一つは、白金でコーティングされた請求項１に記載の電解還元水製造装置。
【請求項１２】
アノードに“＋”極性を付与し、カソードに“−”極性を付与する段階と、前記アノードとカソードとの極性を反転して中性還元水を連続的に生産する段階と、を含む請求項１に記載の電解還元水製造装置に電源を供給する方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図２Ａ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２１７９９１（Ｐ２０１２−２１７９９１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８８１０４（Ｐ２０１２−８８１０４）
【出願日】平成２４年４月９日（２０１２．４．９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月９日（２０１２．４．９）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１２９，Ｓａｍｓｕｎｇ−ｒｏ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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