JPH0713601A - 負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トランジスタが短絡、開放の故障時に負荷を
停止させるとともに故障を報知することができる負荷制
御装置を提供する。 【構成】 オゾン発生部24の制御は、電源回路61から電
力を供給し、制御回路63のポートＰ1 およびポートＰ2
をＬレベルにして、トランジスタQ1，Q2のベースにベー
ス電流を供給する。ベース電流に従いトランジスタQ1，
Q2がオン、オフしてオゾン発生部24に電力を供給する。
ポートＰ1 ，Ｐ2 をＨレベルにもかかわらず、ポートＰ
3 がＬレベルの場合には、トランジスタQ1，Q2にベース
電流を供給していないにもかかわらず、トランジスタQ
1，Q2のいずれもが短絡している。トランジスタQ1，Q2
が故障と判断し、ポートＰ4 から出力し、発光ダイオー
ドLED1を発光させる。発光ダイオードLED1の発光で故障
を知ることができ、オゾン発生部24の動作の継続を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動手段のトランジス
タの短絡、開放など故障時に負荷を停止させるとともに
故障を報知する負荷制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水にオゾンを混合させて水の中に
酸素を多く含ませた水が健康によいといわれている。

【０００３】そして、給水装置内で貯水タンク内の水に
オゾン発生器からオゾンを混合させて、給水装置から給
水される水に多量の酸素を含ませる活性水製造装置が考
えられている。

【０００４】また、オゾン発生器からのオゾンの出力量
を調整するために、トランジスタなどのスイッチング素
子を用いてオゾン発生装置をオン、オフ制御している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制御装置は、トランジスタが短絡すると負荷である
オゾン発生装置がオンし続け、オゾンを発生し続けるた
め、好ましくない状態になるおそれがある問題を有して
いる。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、トランジスタが短絡、開放などの故障の際に負荷を
停止させるとともに報知できる負荷制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の負荷制御装置
は、電源回路と、この電源回路に接続されるとともに負
荷を接続し、複数のトランジスタが直列に接続されて前
記負荷を駆動する駆動回路と、この駆動回路のそれぞれ
のトランジスタの動作を検知する検知回路と、前記トラ
ンジスタを制御するとともに前記検知回路の検知された
状態を検知し、前記トランジスタの制御状態および動作
状態を比較し、これらが異なるときに前記駆動回路で負
荷を停止させるとともに故障であることを出力する制御
回路と、この制御回路が故障と判断したとき故障を報知
する故障報知回路とを具備したものである。

【０００８】

【作用】本発明は、制御回路で、トランジスタを制御す
るとともに、検知回路で検知された状態を検知し、トラ
ンジスタの制御状態および検知回路で検知された実際の
トランジスタの動作状態を比較し、トランジスタの制御
状態と実際の動作状態とが異なるときには、負荷を停止
させるとともに故障報知回路で故障を知ることができる
ので、トランジスタの故障による負荷の損傷を防止でき
るとともにトランジスタの故障を知ることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例の活性水製造装置を
図面を参照して説明する。

【００１０】図２において、１は内部が中空の筐体で、
この筐体１の前面側には凹状に窪んで形成されたカップ
ステーション２が設けられ、この筐体１の後部側には図
示しない排気窓が形成され、下面には脚体３が取り付け
られている。

【００１１】また、筐体１内には、筐体１のほぼ中間の
高さに設定する台体４が設けられ、この台体４の上部に
は円筒状の貯水タンク５が設置されている。そして、こ
の貯水タンク５の上面には、開口６が形成され、この開
口６には開閉自在の蓋体７が取り付けられている。ま
た、開口６に対応して、筐体１の上面には開閉自在の外
蓋８が設けられている。

【００１２】さらに、貯水タンク５の周面および下面に
は、断熱材11が装着されている。また、貯水タンク５の
下部の周囲には、冷却パイプ12が螺旋状に巻回されて設
けられ、この冷却パイプ12は冷却装置13に接続され、こ
の冷却装置13から供給された冷媒に基づき貯水タンク５
を冷却する。なお、この冷却装置13は、図３に示すよう
に、冷却パイプ12に台体４に設けられたコンプレッサ13
a 、筐体１の後面側に設けられたコンデンサ13b 、ドラ
イヤ13c およびキャピラリーチューブ13d が直列に接続
され、コンデンサ13b にはファン13e が設けられてい
る。

【００１３】そして、冷却パイプ12の上方には、冷却パ
イプ12と同様に貯水タンク５に螺旋状に気液混合率を向
上させる循環パイプ14が巻回されている。また、この循
環パイプ14の一端側はＵ字状パイプ15に接続され、この
Ｕ字状パイプ15は、貯水タンク５内に設けられ粒状の多
孔質のセラミックス16が収納されたセラミックス槽17の
内壁に沿って配設されている。さらに、貯水タンク５の
最下部からは吐出パイプ18が貯水タンク５の直径方向に
沿って取り付けられ、この吐出パイプ18の先端近傍の側
面には、複数の小孔で構成された噴出孔19が穿設されて
いる。なお、この噴出孔19の位置は、貯水タンク５の側
面からこの貯水タンク５の直径の１／３以内の位置が望
ましい。また、この噴出孔19から噴出すると、貯水タン
ク５内の水は撹拌されるようになっている。そして、貯
水タンク５内の水を撹拌することにより、冷却パイプ12
の内面側が凍りつくことを防止できる。

【００１４】一方、貯水タンク５の下部には循環孔21が
穿設され、この循環孔21にはベンチュリー式エゼクター
構造の混合パイプ22が接続され、この混合パイプ22の混
合部23にはオゾン（Ｏ₃ ）を発生する負荷としてのオゾ
ン発生部24に接続されたオゾン供給パイプ25が分岐され
ている。また、このオゾン供給パイプ25には、混合パイ
プ22からオゾン発生部24側に水が逆流することを防止す
る逆流防止弁が設けられている。さらに、混合パイプ22
の先端にポンプインパイプ26に接続され、このポンプイ
ンパイプ26は循環ポンプ27の流入側に接続され、循環ポ
ンプ27の送出側はポンプアウトパイプ28を介して循環パ
イプ14の他端に接続されている。

【００１５】また、31は給水パイプで、この給水パイプ
31は水道管などに接続され、この給水パイプ31は濾過フ
ィルタ32を介して給水パイプ33に接続され、貯水タンク
５の側面の上方に接続されている。そして、濾過フィル
タ32には、給水電磁弁34が取り付けられている。

【００１６】さらに、給水パイプ33が貯水タンク５が接
続されている部分よりやや上方に、図示しないオーバフ
ロー孔が設けられ、このオーバフロー孔から筐体１の後
方に向けてオーバフロー配水管35が接続されている。

【００１７】またさらに、貯水タンク５の下部には循環
孔21に並設して出水孔41が穿設され、この出水孔41には
出水パイプ42が接続され、この出水パイプ42は出水電磁
弁43を介してカップステーション２に設けられた出水ノ
ズル44に接続されている。そして、この出水ノズル44の
下方のカップステーション２は、たとえば網目あるいは
ストライプ状の開口を有し、このカップステーション２
の下部にはドレン受け皿45が設けられている。さらに、
このドレン受け皿45にはドレン配水管46が接続され、こ
のドレン配水管46にはオーバフロー配水管35が接続さ
れ、排水端の近傍で管を共通にした後に、筐体１の後方
に排出されている。

【００１８】そして、貯水タンク５の側面の上方から横
方向に向けて水位計パイプ51が設けられているととも
に、貯水タンク５の下面からほぼＵ字状に水位計パイプ
52が設けられ、これら水位計パイプ51および水位計パイ
プ52の間には、水位計53が接続されている。なお、この
水位計53内に、着色された水より比重の小さいボールな
どを浮かべて視認性などを向上させている。また、水位
計パイプ51のオーバフロー孔よりやや低い位置にフォト
センサなどの上部水位センサ54が取り付けられていると
ともに、水位計パイプ52の貯水タンク５の底面よりやや
高い位置に同様にフォトセンサなどの下部水位センサ55
が設けられている。したがって、上部水位センサ54およ
び下部水位センサ55は貯水タンク５の高さほぼ全域に対
応するので、貯水タンク５を最大限に利用でき、給配時
に水位計パイプ51および水位計パイプ52内で流動し、こ
れら水位計パイプ51および水位計パイプ52の無駄水およ
び残り水を減少でき死水がほとんどなくなり衛生的にな
る。なお、上部水位センサ54は、ボールを検知するとオ
ンし、ボールを検知していないとオフし、下部水位セン
サ55は、ボールを検知するとオフし、ボールを検知しな
いとオンする。

【００１９】さらに、台体４の側面には、筐体１内の雰
囲気を筐体１の後方に排気するファン13e の駆動モータ
57が取り付けられている。そして、貯水タンク５の最上
部近傍に基端を接続したオゾン排気パイプ58の先端が、
ファン13e の近傍に位置している。

【００２０】また、筐体１の前面側には、図示しない動
作を開始させる運転スイッチ、活性水を出水させる活性
水スイッチ、運転状態を示す運転スイッチ、給水電磁弁
34の動作を示す給水ランプ、貯水タンク５内の水が適温
であることを示す適温ランプおよび活性水の出水を示す
活性水ランプなどが配設されている。

【００２１】次に、オゾン発生部24の電気的構成につい
て、図１を参照して説明する。

【００２２】図１において、61は電源回路で、この電源
回路61はＩＣチップICにて構成されている。

【００２３】そして、この電源回路61には駆動回路62が
接続され、この駆動回路62はトランジスタQ1がＩＣチッ
プICに接続され、このトランジスタQ1のコレクタはトラ
ンジスタQ2のエミッタに接続され、トランジスタQ2のコ
レクタはオゾン発生部24に接続され、すなわちトランジ
スタQ1およびトランジスタQ2は電源回路61およびオゾン
発生部24間に直列に接続されている。そして、トランジ
スタQ1のエミッタ、ベース間には、抵抗R1が接続され、
ベースは抵抗R2を介してＩＣチップなどにて構成される
制御回路63のポートＰ1 に接続されている。また、トラ
ンジスタQ2のエミッタ、ベース間には、抵抗R3が接続さ
れ、ベースは抵抗R4を介して制御回路63のポートＰ2 に
接続されている。

【００２４】さらに、検知回路64は、トランジスタQ2の
コレクタから抵抗R5を介してトランジスタQ3のベースに
接続され、このトランジスタQ3のコレクタは抵抗R6を介
して電源に接続されるとともに、制御回路63のポートＰ
3 に接続されている。また、トランジスタQ3のベース、
エミッタ間には抵抗R7が接続されている。

【００２５】そして、制御回路63のポートＰ4 には、抵
抗R8および発光ダイオードLED1の直列回路からなる故障
報知回路65が接続されている。

【００２６】次に、上記実施例の基本的な動作について
説明する。

【００２７】まず、給水電磁弁34を開放して給水パイプ
31から水を供給し、濾過フィルタ32で浄水した後、給水
パイプ33により、貯水タンク５に水を供給する。また、
貯水タンク５からオーバフローした水は、オーバフロー
配水管35から筐体１の後方に排水される。

【００２８】そして、貯水タンク５に貯水され、上部水
位センサ54にまで水位が上昇すると、上部水位センサ54
がボールを検知して、貯水タンク５内が満杯であると
し、給水電磁弁34を閉塞して貯水タンク５への給水を停
止させる。

【００２９】この状態で、コンプレッサ13a を駆動し
て、冷却パイプ12内に冷媒を供給して貯水タンク５内の
水を約４℃まで低下させ、分子集合体、いわゆるクラス
ターを最小にするとともに、溶存酸素量が最も多い温度
にする。

【００３０】また、このとき、循環ポンプ27を駆動させ
るとともに、オゾン発生部24からオゾンを間歇的に発生
させ、循環孔21から混合パイプ22に供給される水（Ｈ₂
０）に、オゾン発生部24から発生したオゾン（Ｏ₃ ）を
混合部23にてベンチュリー効果により吸い込んで混合さ
せ、水中でオゾンは水中に溶け込む酸素と気体の酸素と
になり水の中に酸素を多く含ませる。さらに、オゾンに
より水の殺菌および塩素除去などの脱臭を行なう。

【００３１】そして、オゾン発生部24の制御に際して
は、電源回路61から電力を供給し、制御回路63のポート
Ｐ1 およびポートＰ2 をＬレベルにして、トランジスタ
Q1およびトランジスタQ2のベースにベース電流を供給
し、ベース電流に従いトランジスタQ1およびトランジス
タQ2がオン、オフしてオゾン発生部24に電力を供給す
る。

【００３２】また、検知回路64では、トランジスタQ2か
らの出力があるとトランジスタQ3をオンして制御回路63
のポートＰ3 をＬレベルにし、トランジスタQ2からの出
力がないとトランジスタQ3をオフして制御回路63のポー
トＰ3 をＨレベルにする。

【００３３】そして、制御回路63では、ポートＰ1 ，Ｐ
2 ，Ｐ3 がすべてＬレベルの場合には、トランジスタQ1
およびトランジスタQ2にベース電流を供給して、トラン
ジスタQ1およびトランジスタQ2がオンしているので正常
と判断する。

【００３４】一方、ポートＰ1 ，Ｐ2 をＬレベルにして
いるにもかかわらず、ポートＰ3 がＨレベルの場合に
は、トランジスタQ1およびトランジスタQ2にベース電流
を供給しているにもかかわらず、トランジスタQ1および
トランジスタQ2のいずれかがオンしていないので、トラ
ンジスタQ1およびトランジスタQ2のいずれかが開放によ
る故障と判断し、ポートＰ4 から出力を行ない、発光ダ
イオードLED1を発光させる。この場合には、オゾン発生
部24は、動作を行なわないので、オゾン発生部24が動作
し続けることはない。

【００３５】反対に、ポートＰ1 ，Ｐ2 をＨレベルにし
ているにもかかわらず、ポートＰ3がＬレベルの場合に
は、トランジスタQ1およびトランジスタQ2にベース電流
を供給していないにもかかわらず、トランジスタQ1およ
びトランジスタQ2のいずれもが短絡しているので、トラ
ンジスタQ1およびトランジスタQ2が短絡の故障と判断す
るとともに、オゾン発生部24を停止させるとともに、ポ
ートＰ4 から出力を行ない、発光ダイオードLED1を発光
させる。この場合には、発光ダイオードLED1の発光によ
り、故障を知ることができるとともに、オゾン発生部24
を停止できる。

【００３６】そして、ポンプインパイプ26から循環ポン
プ27に流れ込み、加圧された後にポンプアウトパイプ28
から循環パイプ14に流れ込み、オゾンと水との接触して
いる時間および距離を長くしてオゾンと水との混合量を
増加させ、水中に多くの酸素を取り込んだ後、Ｕ字状パ
イプ15に流し込むと、さらに、Ｕ字状パイプ15の上部か
ら供給される水はセラミックス槽17に流れ込み、セラミ
ックス槽17内では、セラミックス16が４〜３００μｍの
電磁波を発生し、水は遠赤外線を受けて酸素を過飽和状
態にする。

【００３７】そして、吐出パイプ18の先端から、酸素が
含まれた水を噴出し、貯水タンク５内を撹拌する。

【００３８】また、ファン13e が駆動モータ57により回
転駆動され、コンデンサ13b を冷却するとともに、筐体
１内の雰囲気、たとえば貯水タンク５あるいはオゾン発
生部24から漏洩したオゾンなどを筐体１の後方に排気す
る。さらに、ファン13e が回転することにより、オゾン
排気パイプ58の先端側が負圧になり、貯水タンク５内に
残ったオゾンを強制的に、筐体１の後方に排気する。加
えて、気液混合されなかったオゾンの一部は、オーバフ
ロー配水管35を介して筐体１の後方に排気される。な
お、オーバフロー配水管35からのオゾンは、筐体１の後
方に排出され、使用者がオゾンを吸うことを防止でき
る。

【００３９】そして、カップステーション２にカップを
載置し、図示しないスイッチの操作などにより出水電磁
弁43を開放し、出水ノズル44からカップに出水する。

【００４０】また、カップステーション２内のカップに
供給されずに漏洩した水は、ドレン受け皿45からドレン
配水管46を介して筐体１の後方に排水される。

【００４１】そうして、貯水タンク５の貯水量が減る
と、水位計53内の水位も低下し目視確認できる。さら
に、水位が低下すると、下部水位センサ55がボールを検
知して、下部水位センサ55が水位の低下を検知し、出水
電磁弁43の動作を停止させるとともに、給水電磁弁34を
開放して貯水タンク５に水を供給する。

【００４２】また、貯水タンク５内の水が８℃以上にな
ると、冷却装置13が動作して、貯水タンク５内の水を再
び冷却し、４℃になると停止する。

【００４３】なお、水位が低下すると、下部水位センサ
55が水位の低下を検知し、出水電磁弁43の動作を停止さ
せるとともに、給水電磁弁34を開放して貯水タンク５に
水を自動的に供給させてもよい。

【００４４】また、貯水タンク５の清掃の際には、外蓋
８および蓋体７を開放して、貯水タンク５内を清掃すれ
ばよい。

【００４５】さらに、図６を参照して、具体的な動作に
ついて説明する。

【００４６】まず、運転スイッチが操作されると、運転
ランプが点灯するとともに給水ランプが点灯し、給水電
磁弁34が開放する。そして、貯水タンク５内の水位が上
昇し、下部水位センサ55がオフからオンに変化し、暫く
して、貯水タンク５が満杯になることにより、上部水位
センサ54がオンすることにより、給水電磁弁34が閉塞す
る。

【００４７】この上部水位センサ54のオンにより、循環
ポンプ27およびコンプレッサ13a がオンし、オゾン発生
部24は３０秒動作して、３分停止する間歇運転し、貯水
タンク５の水温が４〜１０℃の範囲にあると、適温ラン
プが点灯する。

【００４８】さらに、水温が４℃になると循環ポンプ27
およびコンプレッサ13a が停止する。

【００４９】そして、活性水スイッチが操作されると、
出水電磁弁43が開放するとともに、活性水ランプが点滅
し、出水による貯水タンク５の水の減少により、上部水
位センサ54はオフする。再び、活性水スイッチが操作さ
れると、出水電磁弁43が閉塞するとともに、活性水ラン
プが消灯する。

【００５０】さらに、貯水タンク５の水が減少すると、
下部水位センサ55がオフして、適温ランプがオフし、出
水電磁弁43が閉塞するとともに、給水電磁弁34が開放す
る。なお、給水時に断水していると、給水ランプは点滅
する。

【００５１】また、給水電磁弁34が開放している状態
で、再び、運転スイッチを操作すると、給水電磁弁34は
閉塞する。

【００５２】さらに、活性水スイッチを操作すると、出
水電磁弁43が開放し、貯水タンク５内の水が出水され、
再び、活性水スイッチを操作すると、出水電磁弁43が閉
塞する。

【００５３】そして、運転スイッチが操作されると、運
転ランプが点灯するとともに給水ランプが点灯し、給水
電磁弁34が開放する。そして、貯水タンク５内の水位が
上昇し、下部水位センサ55がオフからオンに変化し、暫
くして、貯水タンク５が満杯になることにより、上部水
位センサ54がオンすることにより、給水電磁弁34が閉塞
する。

【００５４】したがって、貯水タンク５内に残水がある
場合には、再給水しないため、通常時に、活性水スイッ
チを操作した場合、必ず完成した活性水が出水されるの
で、出水した活性水は常に飲用に最適である。

【００５５】また、オゾン発生部24を間歇動作させてい
るので、オゾンを有効に効率よく水と混合できるととも
に、筐体１外へのオゾンの漏出を最低限に抑えることが
できる。

【００５６】さらに、たとえオゾンが筐体１内に漏出し
てもファン13e が駆動することにより、空気より重いオ
ゾンも筐体１外に容易に排出することができるので、筐
体１内のオゾンによる劣化を防止できる。

【００５７】またさらに、活性水の完成までに、オゾン
発生部24の停止後に、循環ポンプ27を駆動し、その後暫
く活性水が出水できないので、溶存オゾンの濃度を低下
でき、人体への悪影響が少ない。

【００５８】なお、オゾン発生部24の駆動時間を可変さ
せることにより、たとえば雨季などの水質が低下する時
期にはオゾンの濃度を増加して、おいしい飲料を得るこ
ともできる。

【００５９】

【発明の効果】本発明の負荷制御装置によれば、トラン
ジスタを制御するとともに、検知回路で検知された状態
を検知し、トランジスタの制御状態および検知回路で検
知された実際のトランジスタの動作状態を比較し、トラ
ンジスタの制御状態と実際の動作状態とが異なるときに
は、負荷を停止させるとともに故障報知回路で故障を知
ることができるので、トランジスタの故障による負荷の
損傷を防止できるとともにトランジスタの故障を知るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の負荷制御装置の一実施例を示す回路図
である。

【図２】同上活性水製造装置を示す断面図である。

【図３】同上活性水のサイクルを示す模式図である。

【図４】同上冷却のサイクルを示す模式図である。

【図５】同上活性スイッチ製造装置の動作を示すタイミ
ングチャートである。

【符号の説明】

24 負荷としてのオゾン発生部 61 電源回路 62 駆動回路 63 制御回路 64 検知回路 65 故障報知回路 Q1，Q2 トランジスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源回路と、 この電源回路に接続されるとともに負荷を接続し、複数
   のトランジスタが直列に接続されて前記負荷を駆動する
   駆動回路と、 この駆動回路のそれぞれのトランジスタの動作を検知す
   る検知回路と、 前記トランジスタを制御するとともに前記検知回路の検
   知された状態を検知し、前記トランジスタの制御状態お
   よび動作状態を比較し、これらが異なるときに前記駆動
   回路で負荷を停止させるとともに故障であることを出力
   する制御回路と、 この制御回路が故障と判断したとき故障を報知する故障
   報知回路とを具備したことを特徴とする負荷制御装置。