JPH1034150A - イオン水生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特別な安全装置を用いることなく、安価な構
成で本体内の異常温度上昇を防止、報知する。 【解決手段】電気分解の運転時間と休止時間を電流検出
部４２で検出する。検出した時間に各々予め設定されて
いる補正係数を乗じ、制御部４６が予め記憶している値
に、運転時間は減算、休止時間は加算する。制御部４６
は、減算、加算された値が所定の値を超えたかどうかを
判定し、制御装置３０内の異常温度上昇を判定すると、
報知部４４にて外部へ報知し、制御部４６からドライブ
回路４３へ電解の停止信号を送る。

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
アルカリイオン水及び酸性イオン水を生成する電解槽を
備えたイオン水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、イオン水生成装置としては、水を
電気分解してアルカリイオン水及び酸性イオン水を生成
する電解槽を備えたイオン水生成装置が知られている。
そのようなイオン水生成装置では、電解槽へ印加する際
の電圧を得るために電解用トランスなどが、本体ケース
に納められている。その本体ケースは、密閉性を高める
ため防水構造となっている。

【０００３】かかるイオン水生成装置においては、長時
間連続的に使用されるとイオン水生成装置本体内部の電
解用トランスや駆動回路部分が異常に温度上昇するの
で、本体ケースの熱変形や装置が破壊に至るのを避ける
ため、温度過昇防止装置としてサーモカットや温度ヒュ
ーズを設けている。例えばサーモカットや温度ヒューズ
を本体内部の電解用トランスや駆動回路の放熱フィンに
設け、その温度過昇防止装置を介して電解槽に電流を供
給する。そして連続的に使用され温度が異常に高くなっ
たときには温度過昇防止装置の遮断作用にて電気分解を
強制的に停止させ本体の危険を回避していた。又、サー
ミスタを用いて内部の温度を測定し、本体ケースの内部
温度が異常に上昇したときは制御回路により電気分解を
停止するものが開発されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サーモ
カットや、温度ヒューズを採用した構成では、その部品
自身が大きいため取付場所の制約を受けるおそれがあっ
た。又、サーモカットは、動作温度のＯＮとＯＦＦの温
度差が大きいため温度が上がり一度動作すると温度がか
なり下がらないと使用できないという欠点があった。
又、温度ヒューズは、一度動作すると復帰できない欠点
があった。しかも温度過昇防止装置（サーモカット及び
温度ヒューズ）では、制御装置と無関係に直接電解電流
を遮断する回路に使用されるため、電解停止が使用者に
解らず、使いにくいものとなっていた。

【０００５】又、サーミスタを用いた温度過昇防止装置
では、電気分解を停止すると共に、使用者に異常を知ら
せることが可能であるが、そのために部品としてコンパ
レーターの追加やＡ／Ｄ変換付きのＣＰＵとしなければ
ならないなど、制御回路が複雑になり、コストアップな
ど装置構成から好ましくなかった。

【０００６】以上のような安全装置は、通常必要のない
部品を安全装置のためにわざわざ使用しなければなら
ず、その分コストが高騰すると共に、装置構成が複雑化
するという問題があった。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、電気分解に伴う装置本体内部の
異常温度上昇防止を簡素化された構成で行う、イオン水
生成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載のイオン水生成装置は、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電解
槽と、電気分解の運転時間及び休止時間を演算する演算
手段と、演算手段によって演算した電解運転時間が所定
値に達したか否かを判定する判定手段と、判定手段によ
って電解運転時間が所定値に達したと判定されたとき電
解槽の電気分解を停止する制御手段と、電解槽の休止時
間の長さに応じて電解槽の連続電解時間の長さを増減さ
せる時間設定手段とを備えている。

【０００９】従って、電解槽は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。演算手段は、
電気分解の運転時間及び休止時間を演算する。判定手段
は、演算手段によって演算した電解運転時間が所定値に
達したか否かを判定する。制御手段は、判定手段によっ
て電解運転時間が所定値に達したと判定されたとき電解
槽の電気分解を停止する。時間設定手段は、電解槽の休
止時間の長さに応じて電解槽の連続電解時間の長さを自
動的に増減させる。こうして、電解に伴う温度変化が運
転状態によって把握され、その運転状態に基づき電気分
解の制御が行われている。

【００１０】請求項２記載のイオン水生成装置は、電解
槽に流れる電解電流を測定し運転時間及び休止時間を演
算する演算手段を備え、演算手段は電解槽に流れる電解
電流に基づき運転時間及び休止時間を演算する。こうし
て、電流の測定という電解制御時に通常行う動作で、温
度変化に関わる運転時間を増減させている。

【００１１】請求項３記載のイオン水生成装置は、予め
設定された連続運転可能時間から、電解運転時間を減算
し、電解休止時間を加算する演算を行う時間設定手段を
備えている。そして、時間設定手段は、予め設定された
連続運転可能時間から、電解運転時間を減算し、電解休
止時間を加算する演算を行う。こうして、運転状況に応
じて運転時間の制限が自動的に変更されている。

【００１２】請求項４記載のイオン水生成装置は、予め
設定された上限値を超えない範囲で連続運転可能時間を
増加させる時間設定手段を備えている。時間設定手段
は、予め設定された上限値を超えない範囲で連続運転可
能時間を増加させる。従って、運転時間が電解槽に対し
て予定されている時間内に収まる。

【００１３】請求項５記載のイオン水生成装置は、予め
設定された補正係数を電解槽の連続電解或いは休止時間
に乗じる時間設定手段を備えている。時間設定手段は予
め設定された補正係数を電解槽の連続電解或いは休止時
間に乗じる。

【００１４】請求項６記載のイオン水生成装置は、電解
運転時間が１であり、電解休止時間が０．５以下である
補正係数を用いる時間設定手段を備えている。時間設定
手段は、電解運転時間が１であり、電解休止時間が０．
５以下である補正係数を用いる。

【００１５】請求項７記載のイオン水生成装置は、判定
手段によって電解運転時間が所定値に達したと判定され
たとき外部へ報知する報知手段を備えている。報知手段
は、判定手段によって電解運転時間が所定値に達したと
判定されたとき外部へ報知する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】図１は本実施例のイオン水生成装置の使用
状態を表す斜視図であり、図２は同装置の電気的接続及
び水路の接続を表すブロック図、図３は同装置の電気的
回路図、図４は制御装置の概略断面図である。

【００１８】本実施例のイオン水生成装置１は、図１に
示すように蛇口側装置１０及び制御装置３０から構成さ
れている。

【００１９】蛇口側装置１０は、図１に示すように、水
源である水道の蛇口の放水パイプ９１の先端にナット９
２及び図示しないパッキン付継手を介して取り付けられ
ている。この蛇口側装置１０は、図２に示すように、水
が流通する流路として、水流入路１１、原水放水路１
２、水流出路１３を備えている。水流入路１１は、放水
パイプ９１からの水道水が蛇口側装置１０内に流入する
流路である。原水放出路１２は、水流入路１１から入っ
た水道水を下方の原水放出口１４に向けて放出する流路
である。水流出路１３は、水流入路１１から入った水道
水を浄化槽２１へ送出する流路である。

【００２０】又、蛇口側装置１０は、図２に示すよう
に、切り換えレバー１５と、流路切換弁１６と、検出セ
ンサ１７とを備えている。切換レバー１５は、回動操作
によって原水位置、イオン水位置のいずれかに位置決め
可能である。流路切換弁１６は、切換レバー１５の軸部
に形成され、水流入路１１から入った水道水を原水放出
路１２側へ流すか水流出路１３側へ流すかを切り換える
ものである。即ち、切換レバー１５が原水位置に位置決
めされると、流路切換弁１６は水流入路１１から入った
水道水を原水放出路１２側へ流し、切換レバー１５がイ
オン位置に位置決めされると、流路切換弁１６は水流入
路１１から入った水道水を水流出路１３側へ流す。尚、
この切換レバー１５は、イオン水位置に位置決めされた
ときのみ後術の水圧スイッチ２５をオン可能な状態とす
る。検出センサ１７は、切換レバー１５がイオン水位置
に位置決めされたとき、検出信号を制御装置３０の制御
部４６へ出力するセンサである。

【００２１】更に、蛇口側装置１０は、浄水槽２１、電
解槽２３を内蔵している。このうち、浄水槽２１は、活
性炭及び中空糸膜フィルタを備え、水流出路１３を流通
してきた水が通過可能なように配置されている。一方、
電解槽２３は、一対の電極２３１、２３２と、両電極２
３１、２３２間に配設された図示しない隔膜を備え、こ
の隔膜により電解槽２３は二つの部屋に仕切られてい
る。又、電解槽２３は、浄水槽２１を流通してきた水
（浄水）が通過可能なように配置されている。更に、電
解槽２３の電極２３１、２３２のいずれか一方には水圧
スイッチ２５が設けられている。この水圧スイッチ２５
は、切換レバー１５がイオン水位置に位置決めされ且つ
電解槽２３に水が供給されたときのみオンするスイッチ
である。又、蛇口側装置１０には電解槽２３の各電極２
３１、２３２に連通するアルカリイオン水放出口２６、
酸性イオン水放出口２７が設けられている。この詳しい
内部構成については、本出願人による特願平７ー２５６
４３６号にて参照されたい。

【００２２】制御装置３０は、図１に示すようにシンク
９０の上面に直に設置されている。このため、制御装置
３０は、内包する種々の機器を水から隔離するように密
閉性が高められている。いわゆる防水構造となってい
る。この制御装置３０は、図２及び図３に示すように、
操作パネル４０、電源部４１、電流検出部４２（本発明
の請求項２の演算手段の一部）、ドライブ回路４３、報
知部４４（本発明の請求項７の報知手段）、制御部４６
（本発明の演算手段、判定手段、制御手段、時間設定手
段）を備えている。

【００２３】操作パネル４０は、図２及び図３に示すよ
うに、ｐＨ強度入力部４０ａ、表示部４０ｂを備えてい
る。ｐＨ強度入力部４０ａは、ｐＨ強度を強、中、弱の
３段階で切り換える操作スイッチであり、入力されたｐ
Ｈ強度信号を制御部４６に出力する。表示部４０ｂは、
ｐＨ強度入力部４０ａによりｐＨ強度が強、中、弱のい
ずれに設定されたかを表示するＬＥＤである。

【００２４】電源部４１は、図３に示すように、外部電
源の電圧をトランス４１ａにより２種類の２次電圧に変
圧し、それぞれ整流回路４１ｂ、４１ｂにて整流して制
御部４６及び電解槽２３に電力を供給するものである。

【００２５】ドライブ回路４３は、図３に示すように、
制御部４６からのデューティ信号を増幅する増幅回路４
３ａと該デューティ信号に基づいてオンオフするＦＥＴ
４３ｂから構成されている。即ちドライブ回路４３は、
電解槽２３の両電極２３１、２３２間に流れる電流をデ
ューティ信号によって調節するものである。

【００２６】電流検出部４２は、図３に示すように、電
解槽２３の両電極２３１、２３２間を流れる電流を検出
する検出回路である。

【００２７】報知部４４は、図３に示すように、制御部
４６からの信号によってブザー駆動回路４４ａを介して
ブザー４４ｂを鳴らしたり止めたりするものである。こ
のブザー４４ｂは、連続使用されたときなどに本体内部
の温度が異常に上昇していることを報知するためのもの
である。

【００２８】制御部４６は、ｐＨ強度入力部４０ａから
ｐＨ強度信号が入力されると、この入力されたｐＨ強度
信号に応じて表示部４０ｂの表示状態を変えたり、後述
の電流制御を実行したり、後述の異常温度上昇防止制御
を実行したりするものである。

【００２９】尚、制御部４６は記憶領域を備え、該記憶
領域には各ｐＨ強度信号毎にそれぞれ設定電流値（電流
制御）が記憶されている。

【００３０】尚、図４に示す制御装置３０の概略断面図
のうち、制御基板５１には整流回路４１ｂ、４１ｂ、電
流検出部４２、ドライブ回路４３、報知部４４、制御部
４６の各回路部分が設けられ、キー入力・表示基板５２
には操作パネル４０の回路部分が設けられている。又、
制御装置３０には、内部を効率的に冷却する放熱フィン
５３が設けられている。又、制御部４６には、図７に示
すような、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが設けられている。
そのＲＯＭのプログラム記憶領域には、図８に示すフロ
ーチャートのプログラムが記憶されている。又、ＲＡＭ
は、そのプログラム作動中に用いられる、減算時間領域
や運転可能時間記憶領域などが設けられている。

【００３１】次ぎに、本実施例のイオン水生成装置１の
動作について説明する。

【００３２】切換レバー１５が原水位置に位置決めさ
れ、且つ、放水パイプ９１から水道水が供給されると、
その水道水は蛇口側装置１０の水流入路１１から流路切
換弁１６を経て原水放出路１２を通過し、原水放出口１
４からそのまま放出される。

【００３３】切換レバー１５がイオン水位置に位置決め
され、且つ、放水パイプ９１から水道水が供給される
と、その水道水は蛇口側装置１０の水流入路１１から流
路切換弁１６を経て水流出路１３へ流通し、浄水槽２１
を経て電解槽２３に至る。すると、水圧スイッチ２５が
オンし、電解槽２３の両電極２３１、２３２間は通電状
態となる。又、検出センサ１７は、切換レバー１５がイ
オン水位置に位置決めされたことを表す検出信号を制御
部４６へ出力する。

【００３４】このとき、制御装置３０の制御部４６は、
電流制御を開始する。即ち、ｐＨ強度入力部４０ａによ
り強、中、弱のどの段階が設定されたかを認識し、その
段階に対応する設定電流値を読み込み、その設定電流値
と電流検出部４２により検出された電流値とが一致する
ようにデューティを制御する。ここで、電流検出部４２
は、ピーク電流値とデューティ幅（１サイクル中の通電
時間）によって電流値を検出する。尚、設定電流値はｐ
Ｈ強度が強段階の場合が最も高い値で、中段階、弱段階
にいくに従い小さくなるように定められている。このた
め、ｐＨ強度が強段階では電流が多く流れるので電解が
促進され高アルカリのイオン水が放出され、ｐＨ強度が
弱段階では電流が少なくしか流れないので電解が抑制さ
れ低アルカリのイオン水が放出される。かかるフィード
バック制御により、アルカリイオン水放出口２６から放
出されるアルカリイオン水のｐＨ強度は、ｐＨ強度入力
部４０ａにより設定された段階に応じて変化する。

【００３５】次ぎに異常温度上昇防止制御について説明
する。図５は、電解運転時間と電解休止時間による制御
装置３０内の温度グラフである。制御装置３０内の温度
は、電解運転によりトランス４１ａ、整流回路４１ｂ、
ＦＥＴ４３ｂなどの温度が上昇し、それに伴い内部温度
も上昇する。又、電解休止により内部温度は外郭のケー
スを通して放熱することで下降する。この電解運転によ
る温度上昇と、電解休止による温度下降は、制御装置３
０の密閉度にもよるが、一般的に放熱特性が悪く、電解
運転時間にて温度上昇した分を下げるには、電解運転時
間よりも長い時間電解休止時間を設けないと元の温度ま
で下降しない傾向にある。制御装置３０内の温度上昇と
温度下降は、電解運転時間と電解休止時間とに密接な関
係があり、電解運転時間と電解休止時間を検出すること
で内部温度の推定を行うことができる。

【００３６】図６は、電解の運転と停止の繰り返しにお
ける本発明の連続運転可能時間のグラフである。

【００３７】制御装置３０の制御部４６が備えている初
期データ記憶領域には、予め連続運転可能時間としてＴ
１（＞０：請求項４記載の予め設定された上限値）が記
憶されている。水圧スイッチ２５がオンし、電流検出部
４２が電流を検出すると、電流が流れている時間を制御
部４６は電解運転時間Ｔ２（＞０）として計測し、補正
係数αを乗じた値として、前記連続可能運転時間Ｔ１か
ら減算し、新たに連続運転可能時間Ｔ１１として、制御
部４６が備えている減算時間記憶領域に記憶する。

【００３８】Ｔ１−（Ｔ２×α）=Ｔ１１ このとき、放水パイプ９１からの水道水の供給が停止さ
れたり、切換レバー１５の切換位置を原水位置に切り換
えると、電流検出部４２が電流を検出しなくなり、電流
が流れていない時間を制御部４６は電解休止時間Ｔ３と
して計測し、補正係数βを乗じた値として、記憶されて
いる前記連続運転可能時間Ｔ１１に加算し、新たに連続
運転可能時間Ｔ１２として、運転可能時間記憶領域に記
憶する。

【００３９】Ｔ１１＋（Ｔ３×β）=Ｔ１２ このように電解の運転、停止を行うとその都度上記の操
作を繰り返し最新の連続運転可能時間を演算記憶する。
こうして、電解に伴う温度変化が運転状態によって把握
され、その運転状態に基づき電気分解の制御が行われて
いる。また、運転状況に応じて運転時間の制限が自動的
に変更されている。具体的には、温度が上昇していると
思われる長時間の電気分解が行われた後には、次の連続
電解時間が短くなる。また、逆にあまり温度上昇がない
と思われる場合には、次の連続電解時間は長くなる。上
述のように電流の測定に基づいているので、電流の測定
という電解制御時に通常行う動作で、温度変化に関わる
運転時間を増減させている。従って、センサーとなるよ
うなサーミスタやそれに付随する回路やハーネスなどを
設ける必要が無く構成が簡単になる。

【００４０】尚、連続運転可能時間Ｔ１２への電解休止
時間Ｔ３の加算は、予め記憶されている連続運転可能時
間Ｔ１を超えることがないよう制御部４６にて制御して
いる。

【００４１】（Ｔ１２≦Ｔ１） このように、運転時間の上限が設けられているので、運
転時間が予定されている時間内に収まる。

【００４２】電解の運転、停止を繰り返し、連続運転可
能時間が所定の値Ｔ０（＜Ｔ１）になったことを制御部
４６が判定すると、制御部４６は報知部４４へ信号を送
り、ブザー駆動回路４４ａを介してブザー４４ｂを鳴ら
し、本体内部の温度が異常に上昇していることを外部へ
報知する。又、このとき制御部４６は、ドライブ回路４
３へ電解のオフ信号を送り、ＦＥＴ４３ｂをオフするこ
とで電解を停止し、制御装置３０内の温度が異常に上昇
するのを防止する。

【００４３】尚、装置内部の温度上昇と温度下降の曲線
（傾斜度合い）は必ずしも一致しないため、各々に補正
係数を乗じた値として演算記憶することが望ましく、装
置の状態に合わせ補正係数を変えるだけで簡単に最適な
使用状態とすることができる。具体的には、装置の温度
上昇と温度下降の曲線は、装置の密閉度にもよるが一般
的に温度下降の方が緩やかな曲線になり、同じ補正係数
では内部温度が徐々に上昇してしまう傾向にある。前記
電解休止時間の補正係数を０．５以下とすることで温度
上昇と温度下降を合わせることができる。

【００４４】尚、上述した補正係数αは「１」以上、補
正係数βは「０＜β≦０．５」であれば、連続電解時間
が長いか、又は、休止時間が短いほど次回の連続電解時
間（Ｔ１２）を短く自動的に設定できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、請
求項１記載のイオン水生成装置によれば、電解に伴う温
度変化が運転状態によって把握され、その運転状態に基
づき電気分解の制御が行われているので、正確に温度状
態を把握ことができ、安全性を向上させることができ
る。

【００４６】請求項２記載のイオン水生成装置によれ
ば、電流の測定という電解制御時に通常行う動作で、温
度変化に関わる運転時間を増減させているので、別途特
別な装置を設ける必要が無く、簡素な構成で電解を安全
に制御することができる。

【００４７】請求項３記載のイオン水生成装置によれ
ば、運転状況に応じて運転時間の制限が自動的に変更さ
れているので、運転時間を柔軟に増減することができ一
層安全性を向上させることができる。

【００４８】請求項４記載のイオン水生成装置によれ
ば、予め設定された上限値を超えない範囲で連続運転可
能時間を増加させているので、運転時間が予定されてい
る時間内に収まり、確実に安全性を確保することができ
る。

【００４９】請求項５記載のイオン水生成装置によれ
ば、予め設定された補正係数を電解槽の連続電解或いは
休止時間に乗じており、装置内部の温度上昇と温度下降
の曲線（傾斜度合い）が必ずしも一致しなくても、装置
の状態に合わせ補正係数を変えるだけで簡単に最適な使
用状態を実現することができる。

【００５０】請求項６記載のイオン水生成装置によれ
ば、電解運転時間が１であり、電解休止時間が０．５以
下である補正係数を用いて運転時間を設定しているの
で、装置の温度下降の方が温度上昇より緩やかな曲線に
なっても、上昇時及び下降時の両方に対して良好に制御
を行うことができる。

【００５１】請求項７記載のイオン水生成装置によれ
ば、判定手段によって電解運転時間が所定値に達したと
判定されたとき報知手段によって外部へ報知するので、
使用者は電解休止を知ることができ使い勝手が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態のイオン水生成装置の使用状態を
表す斜視図である。

【図２】本実施の形態のイオン水生成装置の電気的接続
及び水路の接続を表すブロック図である。

【図３】本実施の形態のイオン水生成装置の電気回路図
である。

【図４】本実施の形態のイオン水生成装置の制御装置の
概略断面図である。

【図５】本実施の形態のイオン水生成装置の制御装置内
の電解運転時間と電解休止時間による温度グラフであ
る。

【図６】本実施の形態のイオン水生成装置の電解の運転
と停止の繰り返しにおける連続運転可能時間のグラフで
ある。

【図７】本実施の形態のイオン水生成装置の制御部を示
すブロック図である。

【図８】本実施の形態のイオン水生成装置の制御を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ イオン水生成装置 １０ 蛇口側装置 １５ 切換レバー ２１ 浄水槽 ２３ 電解槽 ２５ 水圧スイッチ ３０ 制御装置 ４１ 電源部 ４２ 電流検出部 ４４ 報知部 ４４ａ ブザー駆動回路 ４４ｂ ブザー ４６ 制御部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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電解槽と、 前記電解槽の電解運転時間及び電解休止時間を演算する
   演算手段と、 前記演算手段による電解運転時間が所定値に達したか否
   かを判定する判定手段と、 前記判定手段によって電解運転時間が所定値に達したと
   判定されたとき前記電解槽の電気分解を停止する制御手
   段と、 前記電解槽の休止時間の長さに応じて前記電解槽の連続
   電解時間の長さを増減させる時間設定手段とを備えたこ
   とを特徴とするイオン水生成装置。
2. 【請求項２】前記演算手段は、前記電解槽に流れる電解
   電流を測定し運転時間及び休止時間を演算することを特
   徴とする請求項１記載のイオン水生成装置。
3. 【請求項３】前記時間設定手段は、予め設定された連続
   運転可能時間から、前記電解運転時間を減算し、前記電
   解休止時間を加算する演算を行うことを特徴とする請求
   項１又は２記載のイオン水生成装置。
4. 【請求項４】前記時間設定手段は、予め設定された上限
   値を超えない範囲で連続運転可能時間を増加させること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のイオン水
   生成装置。
5. 【請求項５】前記時間設定手段は、予め設定された補正
   係数を前記電解槽の連続電解或いは休止時間に乗じるこ
   とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のイオン
   水生成装置。
6. 【請求項６】前記補正係数は、前記電解運転時間が１で
   あり、前記電解休止時間が０．５以下であることを特徴
   とする請求項５に記載のイオン水生成装置。
7. 【請求項７】前記判定手段によって電解運転時間が所定
   値に達したと判定されたとき外部へ報知する報知手段を
   備えることを特徴とする請求項１〜６記載のイオン水生
   成装置。