JPH07222980A

JPH07222980A - イオン水生成器

Info

Publication number: JPH07222980A
Application number: JP6057585A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Saihara; 康弘才原; Junichi Sakamoto; 順一坂本; Atsuko Kishimoto; 篤子岸本; Juichi Nishikawa; 壽一西川; Teruyuki Omochi; 輝行尾持; Toshihisa Hirai; 利久平井; Hiroyuki Noguchi; 弘之野口; Norihiko Kawamura; 典彦河村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 1995-08-22
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP3507544B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ｐＨセンサーの劣化を使用者が容易に認識す
ることができる。また劣化したｐＨセンサーを回復させ
て精度を確保することができる。【構成】電解にてアルカリイオン水と酸性イオン水と
を生成してこれら電解水を各別に吐出する電解槽２を備
えるとともに、生成された電解水２のｐＨ値を測定する
ｐＨセンサー７を備えているイオン水生成器において、
初期動作特性を記憶させておく記憶部１０ｂと、この記
憶部に記憶させた初期動作特性と現時点での動作特性と
を比較してｐＨセンサー７の劣化を検出する検出部１０
ａと、この検出部の出力で異常表示を行う表示手段１５
とを備えている。またｐＨセンサーの性能を回復させる
回復手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水道水等を電気分解して
アルカリイオン水と酸性イオン水とを連続的に生成する
イオン水生成器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水を電気分解してアルカリイオン水と酸
性イオン水とを生成するにあたり、電気分解の進行度合
いを示すために、ｐＨセンサーを設けたイオン水生成器
が実開昭５６−１７２３９１号公報に示されており、ま
たｐＨセンサーの出力信号に基づいて電解電圧や流量を
フィードバック制御することで所望のｐＨ値のイオン水
が得られるようにしたイオン水生成器が実開平５−２２
０９３号や特開平５−６４７８５号公報に示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ｐＨセンサ
ーはそのガラス電極と比較電極との間で発生する起電力
が、測定すべき溶液のｐＨに対して一義的に決まること
を利用してｐＨを測定するのであるが、イオン水生成器
に設置したｐＨセンサーは、多量の電解イオン水が連続
的に通水されるという苛酷な状況に置かれるものであ
り、炭酸カルシウム等の難溶性の無機物（スケール）が
電極部に付着することで、その精度や応答性が低下して
しまうという問題を有している。しかし、電極部に付着
したスケールを定量的に測定する手段が無いために、従
来はこの問題を放置していたことから、使用しているう
ちに、ｐＨセンサーの上記劣化に伴い、ｐＨ値表示やｐ
Ｈ値制御の精度が低下してしまうものであり、使用者に
は上記劣化が判断できないことから、結果的にイオン水
生成器そのものの信頼性が低下するものであった。

【０００４】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところはｐＨセンサーの劣化を
使用者が容易に認識することができるイオン水生成器を
提供するにあり、他の目的とするところは、劣化したｐ
Ｈセンサーを回復させて精度を確保することができるイ
オン水生成器を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、電解
にてアルカリイオン水と酸性イオン水とを生成してこれ
らイオン水を各別に吐出する電解槽と、生成されたイオ
ン水のｐＨ値を測定するｐＨセンサーとを備えているイ
オン水生成器において、初期動作特性を記憶させておく
記憶部と、この記憶部に記憶させた初期動作特性と現時
点での動作特性とを比較してｐＨセンサーの劣化を検出
する検出部と、この検出部の出力で異常表示を行う表示
手段とを備えていることに第１の特徴を有しており、ま
たｐＨセンサーの性能を回復させる回復手段を備えてい
ることに特徴を有するものである。

【０００６】

【作用】本発明によれば、動作特性を初期動作特性と比
較するために、ｐＨセンサーの劣化を検出することがで
きるものであり、また回復手段を設けたものでは、ｐＨ
センサーを回復させることができる。ｐＨセンサーの劣
化の判断基準となる動作特性としては、ｐＨセンサーの
立ち上がり応答性やその出力電圧を用いることができる
ほか、ｐＨセンサーの出力によって電解槽の電解電圧等
のフィードバック制御を行うことで、目的とするｐＨ値
のイオン水を得られるようにしているものでは、電解電
圧の経時変化を用いることができる。

【０００７】またｐＨセンサーの回復手段としては、電
極に付着するスケール分が基本的にアルカリ性物質であ
ることから、強酸性洗浄液をｐＨセンサーの電極に接触
させることができるものとして構成することができ、こ
の時の強酸性洗浄液は、外部から注入するものであって
も、電解槽で生成する強酸性水であってもよい。尚、外
部から注入する場合、その方法及び注入位置は特に限定
するものではなく、装置内の経路に強酸性洗浄液を充満
させることができる手段を選択すればよい。

【０００８】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、このイオン水生成器は、図２に示すように、電解
槽２と、逆洗ユニット４と、定流量弁５と、切換弁６
と、ｐＨセンサー７、カルシウム剤添加筒８等をハウジ
ング１に納めたものとして構成されている。

【０００９】電解槽２は、２種の電極２１，２２とこの
両者を仕切る電解隔膜２０とを備えたもので、底部側に
流入口２５，２６を、上部側に吐出口２３，２４を備え
ており、これら吐出口２３，２４は、切換弁６を介して
吐出管１７，１８に接続されている。ここにおいて、流
入口２５と吐出口２３とは一方の電極２１を囲む空間に
連通し、流入口２６と吐出口２４とは他方の電極２２を
囲む空間に連通しているのであるが、流入口２５は流入
口２６よりも細くされていて、電極２１側に流れ込む流
量が電極２２側に流れ込む流量より１：３位の比率で少
なくなるようにされている。また上記切換弁６は、吐出
口２３と吐出管１７とを連通させる時、吐出口２４と吐
出管１８とを連通させ、吐出口２３と吐出管１８とを連
通させる時、吐出口２４と吐出管１７とを連通させるも
のとして構成されている。

【００１０】浄水器３は、活性炭からなる濾材３１と中
空糸膜からなる濾材３２とを備えたもので、その下端に
設けられた２つの開口部が逆洗ユニット４に接続されて
いる。なお、上記の２種の濾材３１，３２は単一のカー
トリッジに納められており、カートリッジごと交換でき
るように構成されている。逆洗ユニット４は、浄水器３
内の濾材３１，３２の目詰まりを、いったん浄水器３に
通されることで濾過された浄水を浄水器３に逆流させる
逆洗を行うことで解消するためのもので、切換弁を内蔵
しているとともに都合５つのポートを備えている。これ
ら５つのポートのうち、２つが上述のように浄水器３
に、１つが定流量弁５を介して蛇口に接続され、他の１
つが流量センサー９とカルシウム剤添加筒８とを介して
電解槽２に接続され、残る１つが水抜き排出口１９に接
続されている。

【００１１】ｐＨセンサー７は、前記吐出管１８の途中
に設けられて、吐出管１８を流れるイオン水がｐＨセン
サー７内を通過するように構成されたもので、ｐＨの測
定は、流量センサー９で検出される流量条件下で、ｐＨ
センサー７内の作用電極と比較電極で発生する起電力に
より行う。このように形成されたイオン水生成器は、次
のように動作する。すなわち、アルカリイオン水を吐出
管１８へ吐出させる場合は、蛇口から定流量弁５と逆洗
ユニット４における切換弁を経て浄水器３に入った水
が、浄水器３内において濾過され、逆洗ユニット４内を
再度通過した後、カルシウム剤添加筒８内を経て電解槽
２に入り、ここで電解される。なお、電解槽２への通電
は、流量センサー９から得られる流量の情報によって開
始される。

【００１２】この時、アルカリイオン水を得たい旨の指
示がなされているならば、電解槽２の電極２１が陽極
に、電極２２が陰極となるように電解電圧が印加される
ために、吐出口２３側に酸性イオン水が、吐出口２４側
にアルカリイオン水が得られるとともに、アルカリイオ
ン水が吐出管１８側に、酸性イオン水は吐出管１７側に
吐出される。

【００１３】酸性イオン水を得たい旨の指示がなされて
いる時には、指示された酸性度に応じて次の２つの水の
流れとなる。まず弱酸性イオン水の場合には、電解槽２
の電極２１が陰極に、電極２２が陽極となるように電解
電圧が印加されるために、吐出口２３側にアルカリイオ
ン水が、吐出口２４側に酸性イオン水が得られ、この
時、切換弁６はアルカリイオン水を吐出管１７側に、酸
性イオン水を吐出管１８側に流す。

【００１４】強酸性イオン水の場合には、電解槽２の電
極２１が陽極に、電極２２が陰極となるように電解電圧
が印加されるために、吐出口２３側に酸性イオン水が、
吐出口２４側にアルカリイオン水が得られ、この時、切
換弁６は上記２状態とは異なる状態に切り換えられて、
アルカリイオン水が吐出管１７側に、酸性イオン水が吐
出管１８側に吐出される。このように、強酸性イオン水
を吐出管１８側から吐出させる場合に、電極２１側を陽
極とするのは、前述のように、電極２１側への流入口２
５を電極２２側の流入口２６より絞って流入量を少なく
しているために、強酸性イオン水を得ることが容易とな
っているためである。

【００１５】そして、逆洗の指示を与えた時には、逆洗
ユニット４内の切換弁が切り換えられて、逆洗ユニット
内のシリンダーに溜められている水、つまり浄水器３を
いったん通過している浄化後の水を浄水器３側へ逆流さ
せて水抜き排水口１９から排出することで、浄水器３内
の逆洗がなされる。ここにおいて、逆洗ユニット４内の
切換弁や、切換弁６、電解槽２等の動作は、制御装置１
０によって制御される。この制御装置１０には、流量セ
ンサー９やｐＨセンサー７も接続されており、流量や吐
出管１８から吐出するイオン水のｐＨ値を監視し、ｐＨ
値については表示部１５に表示することを行うととも
に、原水の水質等の影響を受けることなく使用者が希望
するｐＨ値のイオン水が得られるように、ｐＨセンサー
７から得られるイオン水のｐＨ値情報をもとに、電解槽
２の電極２１，２２にスイッチング電源１１を介して印
加する電解電圧のフィードバック制御を行っているので
あるが、ｐＨセンサー７の劣化具合の検出も行ってい
る。

【００１６】次に、制御装置１０におけるｐＨセンサー
７の劣化の検出部の動作について説明すると、この制御
装置１０は、初期状態における設定ｐＨに対応した電解
電圧ＶＤ０の安定時までの時間変化及び安定時の電解電
圧と、ｐＨセンサー７からのｐＨに対応した出力電圧Ｖ
Ｐ０の安定時までの時間変化及び安定時の出力電圧とを
動作特性値として記憶しておく記憶部１０ｂを備えてい
る。すなわち、ｐＨセンサー７の電極部がイオン水内の
炭酸カルシウムのような不純物により汚染されていない
状況での流量及び設定ｐＨに対する電解電圧やｐＨセン
サー７の出力電圧を初期動作特性データとして記憶して
いる。

【００１７】そして、このイオン水生成器を使用するに
つれて、ｐＨセンサー７はその作用電極表面への不純物
の付着等で出力電圧の応答性や出力値が経時的に変化し
ていくのであるが、これに伴い、ｐＨセンサー７の出力
電圧に従ってフィードバック制御される設定ｐＨに対応
する電解電圧も経時的に変化する。この時のｐＨセンサ
ー７の出力電圧をＶＰ１、電解電圧をＶＤ１とすれば、
制御回路１０の検出部１０ａは、イオン水生成器を使用
する毎に、初期との偏差ΔＶＰ，ΔＶＤ（ΔＶＰ＝ＶＰ
１−ＶＰ０，ΔＶＤ＝ＶＤ１−ＶＤ０）を演算するとと
もに、システムとして許容されている偏差の上限値と比
較し、偏差ΔＶＰ，ΔＶＤが上限値をオーバーした時、
表示部１５に異常表示を行わせて、ｐＨセンサー７の劣
化の報知を行い、使用者にｐＨセンサー７の洗浄動作を
促す。

【００１８】図２に示す注入口２８は、この洗浄のため
のものであり、上記劣化が報知された場合、通常時は閉
栓されている注入口２８を開いてここから強酸性洗浄液
を注入する。電解槽２とｐＨセンサー７との間に設けら
れている注入口２８から注入された強酸性洗浄液は、ｐ
Ｈセンサー７と切換弁６と電解槽２とに充填される。
尚、電解槽２とカルシウム剤添加筒８との間には電磁弁
５０を配置しており、この時には電磁弁５０が閉じられ
るようにしているために、強酸性洗浄液がカルシウム剤
添加筒８や浄水器３側に流れることはない。

【００１９】ところで、ｐＨセンサー７の劣化は、前述
のように、水質の影響もあるが、アルカリイオン水に多
く含まれる炭酸カルシウム等の難溶性の無機物が中心と
なるスケールが電極表面に付着することで原因であり、
このスケールの除去を行えば、ｐＨセンサー７を回復さ
せることができる。スケール分は基本的にはアルカリ性
物質であって、強酸性液に対しては溶解することから、
上記強酸性洗浄液の注入により、除去することができる
ものである。外部から注入する強酸性洗浄液としては、
特に限定するものではないが、食酢やクエン酸などの有
機酸を用いることができ、ｐＨ３以下であることが望ま
しい。

【００２０】なお、このイオン水生成器においては、前
述のように、強酸性水の生成を行うことができるように
なっていることから、電解槽２で生成した強酸性水をｐ
Ｈセンサー７側へと流すことによってもスケール除去を
行うことができ、この場合、制御装置１０の検出部１０
ａでｐＨセンサー７の異常が検出された時、自動的に強
酸性水の生成とこの強酸性水をｐＨセンサー７側に流す
こととがなされるようにしておくことができる。また、
ｐＨセンサー７に付着したスケールは、中和反応でゆっ
くり溶出していくので、ｐＨセンサー７が回復したかど
うかの判定は、強酸性水のｐＨ表示が収束するまで行う
ことで洗浄終了時を使用者に告知することができ、また
洗浄終了までは、使用者の各種入力操作を受け付けない
ようにしておく。

【００２１】次に、ｐＨセンサー７の回復についての具
体例を示す。電解槽２の電極２１，２２が白金メッキチ
タン製であり、電源として０〜４０Ｖの電解電圧を印加
できるスイッチング電源１１が使用されて、この範囲で
ｐＨに応じた電解電圧のフィードバック制御を行えるシ
ステムで且つｐＨセンサー７として１ｐＨに対するｐＨ
センサー７の出力電圧変化が０．５Ｖの場合において、
偏差ΔＶＰの限度を初期値に対して±０．５Ｖ、あるい
は偏差ΔＶＤの上限値を初期値に対して７Ｖに設定し
た。そして総硬度１５０ｐｐｍ、遊離炭酸４０ｐｐｍの
水質の原水からｐＨ９．５のアルカリイオン水を生成す
るものとして８００ｌ流した場合、電解電圧が上昇し、
異常表示が出た。この時点で通水を止め、水抜きを行っ
た後、５％のクエン酸水溶液を注入口２８から電解槽２
より下流側の配管を含めた部分に注入し、６０〜１８０
分滞留させておいた。この時のｐＨセンサー出力と電解
電圧と流量は、初期が９．５，２１Ｖ，３ｌ／ｍｉｎ、
ｐＨセンサー劣化時が９．４，２９Ｖ，２．５ｌ／ｍｉ
ｎ、ｐＨセンサー再生後が９．５，２２Ｖ，３ｌ／ｍｉ
ｎであった。ｐＨセンサー７をほぼ初期の状態に回復さ
せることができた。

【００２２】同じく、設定ｐＨを３．５とした時のデー
タを示すと、ｐＨセンサー出力と電解電圧と流量が、夫
々初期において３．５，３６Ｖ，１．５ｌ／ｍｉｎ、ｐ
Ｈセンサー劣化時において５．１，４０Ｖ，１．２ｌ／
ｍｉｎ、５％のクエン酸水溶液の注入によるｐＨセンサ
ー再生時において３．５，３７Ｖ，１．５ｌ／ｍｉｎで
あった。ｐＨセンサー劣化時には電解電圧が最大値とな
っていて目的とするｐＨの酸性イオン水を得るための電
解電圧を印加することができなくなっているために、設
定したｐＨの酸性イオン水が得られていないが、酸洗浄
により性能回復が行われている。

【００２３】電解槽２で生成した強酸性水で回復させる
場合についても具体例を示せば、設定ｐＨを９．５と
し、電解電圧２１Ｖ、流量３ｌ／ｍｉｎで８００ｌ流し
た後は、ｐＨ９．３、電解電圧３０Ｖ、流量２．５ｌ／
ｍｉｎとなってｐＨセンサー７の劣化が見られた。この
ものに対して、初期における強酸性水設定ｐＨ３．０に
対応する電解電圧を印加し、こうして得られた強酸性水
を５０ｌ通水することでｐＨセンサー７の再生を図り、
その後、再度設定ｐＨを９．５として作動させた時に
は、ｐＨセンサー７の出力によるｐＨ値が９．５、電解
電圧が２１Ｖ、流量が流量３ｌ／ｍｉｎとなり、初期状
態まで回復させることができた。

【００２４】図３に示す実施例は、カルシウム剤添加筒
８の部分に注入口２８を設けたものを示している。カル
シウム剤添加筒８は、外筒と、カルシウム剤を収めた内
筒とで構成され、外筒の流入口と流出口との間の水の流
れの途中に内筒を位置させてカルシウム剤に水を接触さ
せるように構成されているが、ここにおける内筒を着脱
自在としておくとともにカルシウム剤の補給のための通
常時は閉栓されている外筒開口から内筒を取り出し、こ
の状態で外筒内に強酸性洗浄液を注入するのである。カ
ルシウム剤の補給口を注入口２８として利用しているわ
けであり、別途注入口２８を設けなくともよいものとし
ている。なお、このものでは、洗浄液注入時に閉じられ
る電磁弁５０をカルシウム剤添加筒８とその前段に配さ
れた流量センサー９との間に設置しているために、浄水
器３側に洗浄液が流れることはない。強酸性洗浄液とし
ては、特に限定するものではないが、前記実施例の場合
と同じく、食酢やクエン酸などの食品添加物として認め
られている有機酸で且つｐＨ３以下のものが望ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明においては、記憶部
に記憶させた初期動作特性と現時点での動作特性とを比
較してｐＨセンサーの劣化を検出する検出部を備えてい
るために、定量的には検出することが困難なｐＨセンサ
ーの劣化を容易に且つ確実に検出することができるとと
もに、劣化があった場合には異常表示がなされるため
に、使用者はこの異常表示からｐＨセンサーの劣化を認
識することができるものであって、機器としての信頼性
を高めることができるものであり、また回復手段を設け
たものでは、劣化したｐＨセンサーを回復させることが
できるために、精度の高い動作を得ることができる。

【００２６】そして、上記回復手段として、電解槽で生
成する強酸性水を利用するとともに、上記検出部で劣化
が検出された時に強酸性水による回復動作が行われるも
のでは、所定の性能の維持が自動的に行われるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例のブロック回路図である。

【図２】同上の概略図である。

【図３】他の実施例の概略図である。

【符号の説明】

２電解槽７ｐＨセンサー１０制御装置１０ａ検出部１０ｂ記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川壽一大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者尾持輝行大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者平井利久大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者野口弘之大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者河村典彦大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解にてアルカリイオン水と酸性イオン
水とを生成してこれらイオン水を各別に吐出する電解槽
と、生成されたイオン水のｐＨ値を測定するｐＨセンサ
ーとを備えているイオン水生成器において、初期動作特
性を記憶させておく記憶部と、この記憶部に記憶させた
初期動作特性と現時点での動作特性とを比較してｐＨセ
ンサーの劣化を検出する検出部と、この検出部の出力で
異常表示を行う表示手段とを備えていることを特徴とす
るイオン水生成器。
【請求項２】電解にてアルカリイオン水と酸性イオン
水とを生成してこれらイオン水を各別に吐出する電解槽
と、生成されたイオン水のｐＨ値を測定するｐＨセンサ
ーとを備えているイオン水生成器において、ｐＨセンサ
ーの性能を回復させる回復手段を備えていることを特徴
とするイオン水生成器。
【請求項３】電解にてアルカリイオン水と酸性イオン
水とを生成してこれらイオン水を各別に吐出する電解槽
と、生成されたイオン水のｐＨ値を測定するｐＨセンサ
ーとを備えているイオン水生成器において、初期動作特
性を記憶させておく記憶部と、この記憶部に記憶させた
初期動作特性と現時点での動作特性とを比較してｐＨセ
ンサーの劣化を検出する検出部と、この検出部の出力で
異常表示を行う表示手段と、ｐＨセンサーの性能を回復
させる回復手段とを備えていることを特徴とするイオン
水生成器。
【請求項４】回復手段は、ｐＨセンサーへの酸性洗浄
液の注入手段であることを特徴とする請求項２または３
記載のイオン水生成器。
【請求項５】酸性洗浄液の注入部は電解槽へ送る水に
カルシウム分を添加するための添加部に設けられている
ことを特徴とする請求項４記載のイオン水生成器。
【請求項６】回復手段は、電解槽で生成した強酸性水
をｐＨセンサーへと導く流路変更部材であることを特徴
とする請求項２または３記載のイオン水生成器。
【請求項７】流路変更部材が電解槽で生成した酸性水
とアルカリ水とをｐＨセンサーに選択的に導く切換弁で
あることを特徴とする請求項６記載のイオン水生成器。
【請求項８】回復手段は、電解槽で生成した強酸性水
をｐＨセンサーへと導く流路変更部材であるとともに、
この流路変更部材は検出部の出力にて作動するものであ
ることを特徴とする請求項３記載のイオン水生成器。