JP3840699B2 - アルカリイオン整水器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はアルカリイオン整水器、より詳しくは、水道水等の原水を電気分解して、飲用あるいは医療用として利用されるアルカリイオン水、及び、化粧水あるいは殺菌洗浄水等として利用される酸性イオン水を製造する、アルカリイオン整水器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年のアルカリイオン整水器の普及に伴い、連続電解方式のイオン水生成器として、使い勝手、キッチン回りの有効利用を追求した、いわゆるビルトインタイプのアルカリイオン整水器が普及し始めている。このビルトインアルカリイオン整水器は、電解槽内で水道水等を電気分解し、陽極側に酸性イオン水を生成し、また陰極側にアルカリイオン水を生成するもので、流し台の下やシステムキッチンの内部に備え付けられている。
【0003】
以下、図4、図5を参照して、従来の連続電解方式のアルカリイオン整水器について説明する。図4は従来のビルトインアルカリイオン整水器の概略構造図、図5は図4に示すビルトインアルカリイオン整水器の操作表示部の概略図、図6は図4に示すビルトインアルカリイオン整水器の制御ブロック図である。
【0004】
1は水道水等の原水管、2は浄水器用専用水栓、3は水栓、4は水栓3を介して原水管1と接続された原水供給管、5は原水供給管4と後述するビルトインアルカリイオン整水器の給水管とを接続する給水管接続ジョイント、6は吐水管である。また7は後述するビルトインアルカリイオン整水器側の通水管と吐水管6とを接続する吐水管接続ジョイント、8は給水管接続ジョイント5を介して接続されたビルトインアルカリイオン整水器、9は内部に原水中の残留塩素を吸着する活性炭や一般細菌、不純物等を取り除く中空糸膜等を備えた浄水部である。
【0005】
10は通水を確認し、後述する制御手段に制御指示する流量センサ、11はグリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウム等のカルシウムイオンを原水中に付与し、導電率を高めるカルシウム供給部、12は後述する電解槽側からの水の逆流を防止する逆止弁、13は流量センサ10及びカルシウム供給部11を経由してきた水を電気分解する電解槽、14は電解槽を二分し電極室を形成する隔膜である。さらに、15,16は電極板で、隔膜14で二分されて形成された各電極室に配置されている。17は電極板15側の水を通水する通水管、18は電極板16側の水を後述する補助吐水管に流すための電磁弁(酸性水止水用)、19は電極板16側の水を吐水する補助吐水管である。
【0006】
続いて、20は電源投入用プラグ、21は電源投入用プラグ20からの交流電源を直流電源に変える電源部、22はビルトインアルカリイオン整水器8の動作を制御する制御手段、23はビルトインアルカリイオン整水器8の電解モードの選択等の操作及び操作状態を表示する操作表示部であり、本体から信号線で引き出せるようになっている。
【0007】
図5の概略図に示すように、この操作表示部23には、モード選択ボタン230、生成報知部231、pH調節ボタン232、洗浄報知部233、警告ブザー234等が設けられている。モード選択ボタン230は、アルカリイオン水生成モードと浄水モードのいずれかを選択できる。またpH調節ボタン232によって強モード、中モード、弱モードのどれか一つのモードを切り換え、選択できるようになっている。
【0008】
このモード選択ボタン230及びpH調節ボタン232でそれぞれのモードの選択を行い通水すると、図4に示す制御手段22によって電解の設定と通水状態が判断され、電気分解後所定の水を吐出することができる。生成報知部231はランプを備えており、電気分解の状態が落ち着いた時点で、ビルトインアルカリイオン整水器8で生成されるアルカリイオン水、酸性イオン水の水質が安定したことを点灯することにより利用者に報知する。
【0009】
また、電極板15,16にCa,Mg等のスケールが付着してくると、再生のため電圧の極性を反転させて印加し洗浄するが、この場合、洗浄報知部233のランプを点灯又は点滅して洗浄の状態を利用者に報知する。
【0010】
警告ブザー234は、吐出される水が、飲料用に適していない水であることを利用者に警告するためのもので、前記洗浄後または長時間放置後に通水した場合、ビルトインアルカリイオン整水器8内の滞留水を放出する間、報知音を鳴らしつづけて利用者に警告する。
【0011】
次に図6に基づいて、従来のビルトインアルカリイオン整水器8の制御部について説明する。
【0012】
220は制御手段22の各制御部に動作指示を行うMPU(マイクロ・プロセッサ・ユニット)、221は流量センサ10の信号をMPU220に伝達する流量検知部、222は操作表示部23の操作内容をMPU220に伝達し、MPU220の指示に従って操作表示部23の表示等を行う操作表示制御部、223はMPU220の指示に従って、電解槽13内の電極板15,16の極性及び電解の強さを制御する電解制御部、224はMPU220の指示に従って電磁弁18(酸性水止水用)を制御する電磁弁制御部である。
【0013】
次に以上のように構成された従来のビルトインアルカリイオン整水器8について、図4〜図6を参照しアルカリイオン水を生成する際の動作を説明する。
【0014】
利用者は操作表示部23のモード選択ボタン230及びpH調節ボタン232を操作し、電解のモード及び電解の強さ等の電解の条件を設定して水栓3を開く。水栓3から通水された原水は、原水供給管4を通過し、浄水部9で原水中の残留塩素の臭いや一般細菌等の不純物が取り除かれ、流量センサ10を経て、カルシウム供給部11でグリセロリン酸カルシウム等が溶解され、電解容易な水に処理された後、逆止弁12を経て電解槽13に通水される。
【0015】
一方、電源投入用プラグ20よりAC100Vが供給され、電源部21で制御及び電気分解に必要な直流電圧電流を発生させ、制御手段22内の電解制御部223を介して電解槽13の電極板15,16に給電される。相対的にプラス電圧を印加する電極板16を陽極、マイナス電圧を印加する電極板15を陰極とすると、これにより電解槽13内に隔膜14で仕切られた陽極室と陰極室とが形成される。
【0016】
通水後、制御手段22内の流量検知部221は、流量センサ10の信号を読み取り、流量レベルが一定レベルを越えると、この状態を通水中と判断する。このとき操作表示部23の操作により、操作表示制御部222にすでに電解の条件が設定されているから、MPU220は電解槽13による電気分解を行うために、極性を切り換え電極板15が陰極になるように動作指令を電解制御部223に出力する。同時に電磁弁18を開くように電磁弁制御部224に命令を出力する。これにより、電解制御部223は電極板15が陰極になるように電極板15,16に電圧を印加し、電解槽13の陰極室にはアルカリイオン水が、陽極室には酸性イオン水が生成されることになる。
【0017】
生成されたアルカリイオン水は、通水管17、吐水管接続ジョイント7を介して吐水管6から吐出され、また、生成された酸性水は電磁弁18を介して補助吐水管19から吐き出される。
【0018】
さらに、制御手段22は、電極板表面にCa,Mg等からなるスケール等の付着物が付着してきた場合、ビルトインアルカリイオン整水器8が止水状態になったとき、電圧の極性を反転させて印加し前記スケール等を電解水中に溶出させて電極板を洗浄する。その後、利用者が通水するとき、使い始めの数秒間は電解槽13に溜まっていた洗浄水をそのまま外に放水する必要がある。この間、操作表示部23の洗浄報知部233が点灯又は点滅し、また飲用不可の警告ブザーが鳴り、吐水される水を飲用しないように報知する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来のビルトインアルカリイオン整水器は、アルカリイオン水と浄水とが選択でき、またイオン水中のpHを強モード、中モード、弱モードの3つのレベルに制御できるものであるが、pHセンサ等のpH測定手段がなく、イオン水中のpH値を所定の状態に保つようにフィードバック制御ができない。
【0020】
また、従来のビルトインアルカリイオン整水器は、常時水路内に水が満たされているので、pHセンサを付けた場合、pHセンサの塩化カリウム(KCl)等の内部溶液が流失しやすく、pHセンサの寿命が短くなる。
【0021】
さらに、従来のアルカリイオン整水器においては、洗浄を停止した後の最初の通水時に、吐水管から電解槽内の洗浄水が吐出し使い勝手が悪い。
【0022】
そこで本発明では、安定したpHのイオン水を吐出することができ、電解槽内の水及び通水管の水を排水することにより、pHセンサの寿命を長くすることができ、スケールを含有した洗浄水が飲料用の吐水管から吐出するのを防止することができるアルカリイオン整水器を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のアルカリイオン整水器は、通水された原水の流量を検知する流量センサと、アルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電解槽に印加する電圧を制御する制御手段と、前記電解槽で生成されたイオン水を吐水する吐水管と、吐水管の上流側に接続され電解槽で生成されたイオン水の一部をpHセンサに導入する通水管とを有し、電解槽の上流側に配置され、前記流量センサが通水停止を検知すると開いて電解槽の滞留水を前記通水管に排水可能とする止水弁と、通水管の下流側に配置され通水管から排出されたイオン水または電解槽の滞留水を貯留する排水用タンクと、排水用タンクに貯留された水を排水する排水用ポンプとを備え、前記排水用タンクと排水用ポンプを取り外し可能としたことを特徴とする。
【0024】
この発明によれば、安定したpHのイオン水を吐出することができ、電解槽内の水及び通水管の水を排水することにより、pHセンサの寿命を長くすることができ、電解槽の洗浄水等の排水が飲料用の吐水管から吐出するのを防ぐことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、通水された原水の流量を検知する流量センサと、アルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電解槽に印加する電圧を制御する制御手段と、前記電解槽で生成されたイオン水を吐水する吐水管と、吐水管の上流側に接続され電解槽で生成されたイオン水の一部をpHセンサに導入する通水管とを有し、電解槽の上流側に配置され、流量センサが通水停止を検知すると開いて電解槽の滞留水を前記通水管に排水可能とする止水弁と、通水管の下流側に配置され通水管から排出されたイオン水または電解槽の滞留水を貯留する排水用タンクと、排水用タンクに貯留された水を排水する排水用ポンプとを備え、前記排水用タンクと排水用ポンプを取り外し可能としたアルカリイオン整水器であり、安定したpHのイオン水を吐出することができ、電解槽内の水及び通水管の水を排水することにより、pHセンサの寿命を長くすることができ、電解槽の洗浄水等の排水が飲料用の吐水管から吐出するのを防ぐことができる。
【0026】
請求項2に記載された発明は、前記通水管は、通水管の吐出口の上流側に排水用タンク内の水が満水になる前に同排水用タンクへの水の流入を防ぐ弁を備えたものであり、これによって水が排水用タンクより溢れ出すのを防ぐことができる。
【0027】
請求項3に記載された発明は、前記排水用タンク内の水位を検知する水位検知手段を備え、前記制御手段は水位検知手段が排水用タンク内の水が所定の水位まで増加したことを検知した場合は排水用ポンプを駆動させる制御モードとし、前記水位検知手段が排水用タンク内の水が所定の水位まで減少したことを検知した場合は排水用ポンプを停止させる制御モードとしたものであり、利用者が止水した時点で排水用タンク内の水がある一定量以上溜まっている場合、排水用ポンプによって強制的に排水を行うことができる。
【0028】
請求項4に記載された発明は、前記排水用ポンプに接続された排水ホースは逆流防止弁を介して、電解槽から電磁弁を介して接続された補助吐水管に接続されているもので、これによって、別途に排水用の吐出口を設ける必要がなくなり、酸性水用の補助吐水管で代用することができる。
【0029】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施の形態であるビルトインアルカリイオン整水器の概略構造図、図2は図1に示すビルトインアルカリイオン整水器の操作表示部概略図、図3は図1に示すビルトインアルカリイオン整水器の制御ブロック図である。なお、図1、図2、図3において、従来例に対応するものは、同じ符号を付している。
【0030】
図1において、1は水道水等の原水管、2は浄水器用専用水栓、3は水栓、4は原水供給管、5は給水管接続ジョイント、6は吐水管、7は吐水管接続ジョイント、8はビルトインアルカリイオン整水器、9は浄水部、10は流量センサである。また、11はカルシウム供給部、12は逆止弁、13は電解槽、14は隔膜、15,16は電極板、17は通水管、18は電磁弁(酸性水止水用)、19は補助吐水管であり、20は電源投入用プラグ、21は電源部、22は制御手段、28は操作表示部をそれぞれ示す。
【0031】
さらに、24は電解槽の下部に位置し、原水管1からの通水中は水圧で閉じ、止水状態では開く止水弁(メカ弁)、25は電極板15側と止水弁24と後述する電磁弁26とを水路でつなぐ通水管である。
【0032】
26は、通水管25に流れてきたpH測定用の水や電解槽13内の滞留水、さらには電極板洗浄のときのCa,Mg等からなるスケールが溶解した洗浄水を排水するための電磁弁(排水用)で、通水中はpH測定のために、止水時は電解槽13及び水路内の洗浄水等の滞留水を排水するために開状態となる。
【0033】
27は通水管25から電磁弁26を介して接続されたpHセンサである。pHセンサ27はガラス電極型のものや、半導体電極型、イオン導電性隔膜型のものを使用することができる。pHセンサ27で検出したpH値検出信号は、制御手段22内のpH測定手段225に送信され、ここで処理される。
【0034】
28は操作表示部であり、図2に示すように、各種の設定と表示を行えるようになっており、ビルトインアルカリイオン整水器8の本体から信号線で引き出すことができる。
【0035】
操作表示部28において、280は生成するイオン水のpH値を複数の濃度レベルに分けて段階的に設定できるpH設定部である。また、281はpH設定部280で所定の濃度レベルを選択設定したとき点灯する濃度レベル表示ランプである。本実施の形態では、pH設定部280の設定ボタンを数回押すことにより点灯位置が移動し所定の濃度レベルを選択設定することができる。282は生成報知部であり、イオン水生成中に生成するイオン水の水質が安定すると点灯するものである。これは、イオン水生成開始直後に点滅を開始させ、安定したら点灯するようにするのが望ましい。また、283はpH値表示部であって、目標となるpH値がデジタル表示される。284はpH微調整部であり、pH設定部280で設定されるpH値を各濃度レベル内で微調整し、適当な目標値に設定し直すものである。285は洗浄報知部、286は警告ブザーである。
【0036】
29はpHセンサ27を通過した排水を放出する排水ホースであり、後述する排水用タンク31に接続される。30は制御手段22と排水用タンク31を結ぶ信号線である。排水ホース29及び信号線30は容易に排水用タンク31に接続、取り外しできる構造になっている。
【0037】
31はビルトインアルカリイオン整水器8の排水を一時的に溜めておく排水用タンクである。排水用タンク31において、32は排水ホース29を介して、本体からの排水を排水用タンク31内に放出する止水弁であり、排水用タンク31内の水が満水に近づいたら弁を閉じ、排水ホース29からの排水の流入を防ぐ。33は排水用タンク内の水位を測定する水位センサ、34は排水用ポンプである。水位センサ33及び排水用ポンプ34はともに信号線30を介して制御手段22につながっている。35は排水用ポンプ34の吐水側に接続された排水ホース、36は排水ホース35を補助吐水管19の途中に接続するための接続アダプタであり、内部に逆流防止の弁が内蔵されている。また補助吐水管19の水は排水ホース35へは流れないような構造になっている。37は排水用タンク31のまわりに結露した水等を受けるための受け皿である。
【0038】
次に図3に基づいて、ビルトインアルカリイオン整水器8の制御部について説明する。220はMPU(マイクロ・プロセッサ・ユニット)、221は流量検知部、222は操作表示制御部、223は電解制御部である。224はMPU220の指示に従って電磁弁(酸性水止水用)18及び電磁弁(排水用)26を制御する電磁弁制御部である。225はpHセンサ27の検出レベルよりpH値を測定するpH測定手段、226は排水用ポンプ34を制御する排水用ポンプ制御部、227は水位センサ33の信号により排水用タンク内の水位を検出する水位検出手段である。
【0039】
次に以上のように構成されたビルトインアルカリイオン整水器8について、以下そのアルカリイオン水を生成する際の動作を説明する。
【0040】
利用者は操作表示部28のpH設定部280を使用して、使用目的に応じた所定の濃度レベルを選択する(例えばpH9.5)。このとき、現在どのpH濃度レベルに設定されているかは濃度レベル表示ランプ281によって確認することがきる。また同時にpH値表示部283に、設定された濃度レベルのpH値がデジタル表示される。もし、デジタル表示されたpH値を変更したい場合は、pH微調整部284のプラスボタンもしくはマイナスボタンを押すことにより調整することができる。
【0041】
この後水栓3を開くと、水栓3から通水された原水は、原水供給管4を通過し、浄水部9で原水中の残留塩素の臭いや一般細菌等の不純物が取り除かれ、流量センサ10を経て、カルシウム供給部11でグリセロリン酸カルシウム等が溶解され電解容易な水に処理された後、逆止弁12を経て電解槽13に通水される。このとき止水弁24は通水時の水圧により閉じた状態になるので、止水弁24を介しては通水管25には水は流れない。
【0042】
通水後、制御手段22内の流量検知部221は、流量センサ10の信号を読み取り、流量レベルが一定レベルを越えるとこの状態を通水中と判断する。
【0043】
このとき操作表示部28の設定に基づいて、MPU220は電解槽13による電気分解を行うために、極性を切り換えて電極板15が陰極になるように動作指令を電解制御部223に出力し、同時に電磁弁18、電磁弁26を開くように命令を電磁弁制御部224に出力する。これにより、電解制御部223は電極板15が陰極になるように電極板15,16に電圧を印加し、電解槽13の陰極室にはアルカリイオン水が、陽極室には酸性イオン水が生成されることになる。
【0044】
生成されたアルカリイオン水は、通水管17を通して吐水管6から吐出されるが、その一部は通水管25、電磁弁26を介してpHセンサ27に導かれる。生成されたイオン水のpH値はpHセンサ27、pH測定手段225によって直ちにフィードバックされ、電解制御部223で電解出力を操作し、目標とするpH値に近づけるように制御する。
【0045】
水栓3を閉めると、制御手段22は流量センサ10からの信号で通水終了と判断し電解を停止し、電磁弁18及び電磁弁26を閉じる。このとき、止水弁24は開き、電解槽13内の滞留水が排水可能になる。ここで電磁弁26及び電磁弁18を開くことで、電解槽13及び通水管等の滞留水は排水用タンク31内に排水される。電磁弁18を開くのは、補助吐水管19からエアーを導き排水をスムーズにするためである。
【0046】
排水が完了すると電磁弁18及び電磁弁26を閉じる。ここで、pHセンサ27内の水も同時に排水され、pHセンサ27の塩化カリウム(KCl)等の内部溶液が流出するのを防止することができる。
【0047】
前記排水が完了したとき、排水用タンク31内の水位センサ33により、ある一定以上水が溜まったことを制御手段22内の水位検出手段227が検出した場合、排水用ポンプ制御部226によって排水用ポンプ34を起動する。これで排水用タンク31内の水は排水管35、接続アダプタ36を介して補助吐水管19より放出される。このとき電磁弁18は閉じているので、電解槽13内に排水が流れ込むことはない。
【0048】
排水用タンク31の水位が下がれば、水位センサ33の信号により水位検出手段227が排水用タンク31内の水位が下がったことを検出し、排水用ポンプ制御部226は排水用ポンプ34を停止させる。
【0049】
さらに、制御手段22は、電極板表面にCa,Mg等からなるスケール等の付着物が付着してきた場合、ビルトインアルカリイオン整水器8が止水状態になったとき、電圧の極性を反転させて印加し、スケール等を電解水中に溶出させて電極板を洗浄する。洗浄が終了するとスケールを含有した洗浄水は、電磁弁26及び電磁弁18を開くことで、排水用タンク31内に排水される。
【0050】
また、排水用タンク31と排水用ポンプ34は取り外し可能にしてあるので、ビルトインアルカリイオン整水器8の下方へそのまま排水できる場合、排水用タンク31及び排水用ポンプ34を取り外すこともできる。
【0051】
【発明の効果】
以上の説明から分かるように、本発明のアルカリイオン整水器によれば、安定したpHのイオン水を吐出することができ、またpHセンサの寿命を延ばすことができる。さらには、電解槽の洗浄水等の排水が飲料用の吐水管から吐出するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態であるビルトインアルカリイオン整水器の概略構造図
【図2】 図1に示すビルトインアルカリイオン整水器の操作表示部概略図
【図3】 図1に示すビルトインアルカリイオン整水器の制御ブロック図
【図4】 従来のビルトインアルカリイオン整水器の概略構造図
【図5】 図4に示すビルトインアルカリイオン整水器の操作表示部概略図
【図6】 図4に示すビルトインアルカリイオン整水器の制御ブロック図
【符号の説明】
1 原水管
2 浄水器用専用水栓
3 水栓
4 原水供給管
5 給水管接続ジョイント
6 吐水管
7 吐水管接続ジョイント
8 ビルトインアルカリイオン整水器
9 浄水部
10 流量センサ
11 カルシウム供給部
12 逆止弁
13 電解槽
14 隔膜
15,16 電極板
17 通水管
18 電磁弁(酸性水止水用)
19 補助吐水管
20 電源投入用プラグ
21 電源部
22 制御手段
23 操作表示部
24 止水弁(メカ弁)
25 通水管
26 電磁弁(排水用)
27 pHセンサ
28 操作表示部
29 排水ホース
30 信号線
31 排水用タンク
32 止水弁
33 水位センサ
34 排水用ポンプ
35 排水ホース
36 接続アダプタ(逆流防止弁)
37 受け皿
220 MPU(マイクロ・プロセッサ・ユニット)
221 流量検知部
222 操作表示制御部
223 電解制御部
224 電磁弁制御部
225 pH測定手段
226 排水用ポンプ制御部
227 水位検出手段
230 モード選択ボタン
231 生成報知部
232 pH調節ボタン
233 洗浄報知部
234 警告ブザー
280 pH設定部
281 濃度レベル表示ランプ
282 生成報知部
283 pH値表示部
284 pH微調整部
285 洗浄報知部
286 警告ブザー
Claims (4)
- 通水された原水の流量を検知する流量センサと、アルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽と、電解槽に印加する電圧を制御する制御手段と、前記電解槽で生成されたイオン水を吐水する吐水管と、吐水管の上流側に接続され電解槽で生成されたイオン水の一部をpHセンサに導入する通水管とを有し、電解槽の上流側に配置され、前記流量センサが通水停止を検知すると開いて電解槽の滞留水を前記通水管に排水可能とする止水弁と、通水管の下流側に配置され通水管から排出されたイオン水または電解槽の滞留水を貯留する排水用タンクと、排水用タンクに貯留された水を排水する排水用ポンプとを備え、前記排水用タンクと排水用ポンプを取り外し可能としたアルカリイオン整水器。
- 前記通水管は、通水管の吐出口の上流側に排水用タンク内の水が満水になる前に同排水用タンクへの水の流入を防ぐ弁を備えたことを特徴とする請求項1記載のアルカリイオン整水器。
- 前記排水用タンク内の水位を検知する水位検知手段を備え、前記制御手段は水位検知手段が排水用タンク内の水が所定の水位まで増加したことを検知した場合は排水用ポンプを駆動させる制御モードとし、前記水位検知手段が排水用タンク内の水が所定の水位まで減少したことを検知した場合は排水用ポンプを停止させる制御モードとしたことを特徴とする請求項2記載のアルカリイオン整水器。
- 前記排水用ポンプに接続された排水ホースは、逆流防止弁を介して、前記電解槽から電磁弁を介して接続された補助吐水管に接続されていることを特徴とする請求項3記載のアルカリイオン整水器。
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