JPH1057959A - アルカリイオン整水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ｐＨセンサの応答性に関係なく直ちにｐＨ値
の安定した水を生成し、飲用可能になるまでの時間を短
縮し、捨て水を最小限にすることが可能なアルカリイオ
ン整水器を提供することを目的とする。 【解決手段】 アルカリイオン整水器３の電解槽７への
印加電圧を制御する制御部１７に、設定されたｐＨ値と
これに対応する印加電圧のデータを備え、このデータに
基づいて表示操作部１５で設定されたｐＨ設定値に対応
した電圧を電解槽７の電極９，１０に印加するととも
に、表示操作部１５に使用可の表示をするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道水、井戸水等
の原水を電気分解して、飲用、医療用として利用される
アルカリイオン水、及び、洗浄用等に利用される酸性イ
オン水を生成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、電解槽内で水道水等を電気分解し
て、陽極側に酸性イオン水を、また陰極側にアルカリイ
オン水を生成する、いわゆる連続電解方式のアルカリイ
オン整水器が普及している。

【０００３】図１は従来のアルカリイオン整水器の概略
構造図、図３は図１に示すアルカリイオン整水器の制御
部のブロック図、図６は同じく図１に示すアルカリイオ
ン整水器の制御のフローチャートを示す。

【０００４】図１を参照して、１は水道水等の原水管、
２は水栓である。水栓２を介して原水管１からアルカリ
イオン整水器３へ原水が通水され、通水された原水は浄
水部４を通過して浄化された後、カルシウム供給部５で
カルシウム等が添加される。カルシウム等が添加された
水は流量センサ６を通過する。

【０００５】流量センサ６を通過した水は、さらにその
下流域にある電解槽７に流入する。電解槽７は隔膜８に
より二分割され、２つの電極室を形成している。各電極
室には電極板９，１０が配置され、陰極側にはアルカリ
イオン水が、また陽極側には酸性イオン水がそれぞれ生
成される。

【０００６】１３は電解槽７内の水を吐出する吐水管で
あり、生成されたアルカリイオン水と酸性イオン水は、
それぞれ吐出管１３から吐出される。１４は吐出管１３
から分岐して排水管１１もしくは放水管１２に接続され
る分岐管に設けられたｐＨセンサである。ｐＨセンサ１
４は、ガラス電極のものや、半導体電極、イオン導電性
隔膜型のものが用いられる。ｐＨセンサ１４で検出され
たｐＨ検出信号は、後述する制御手段１７に送信され処
理される。１５は表示操作部であり、アルカリ、酸性、
浄水の切り換えや、ｐＨの設定と表示が行える。

【０００７】また１６は電源投入用プラグ、１７はアル
カリイオン整水器３の動作を制御する制御手段、１８は
電源投入用プラグ１６からの交流電源を直流電源に変え
る電源部である。制御手段１７は、流量センサ６によっ
て原水の通過を検知し、電解槽７への電圧供給を行う機
能を有する。流量センサ６を通過した原水は電解槽７内
へ進入し、ここで、制御手段１７によりコントロールさ
れた電圧が供給され電気分解されて酸性イオン水及びア
ルカリイオン水が生成される。

【０００８】次に図３に示すブロック図を参照して、上
記アルカリイオン整水器における制御系の説明を行う。
まず、使用者によって表示操作部１５で任意のｐＨ値の
設定が行われる。そして通水された水が流量センサ６を
通過すると、ＭＰＵ１９に検出信号が送信され、これを
受けてＭＰＵ１９は半導体スイッチ素子２０（これは、
ＦＥＴ、トランジスタ等が用いられる。）にデューティ
ー信号を送り、電解槽７に電圧が印加され電気分解が行
われる。ここで電気分解された水は、ｐＨセンサ１４を
通過し、このときの検出信号がＭＰＵ１９に送信され、
ここでｐＨ値の変換が行われ、ｐＨ値が表示操作部１５
に表示される。そして、送信された検出信号と任意設定
されたｐＨ値が一致していれば、続けてそのままのパル
ス電圧を印加する。

【０００９】次に図６に示すフローチャートについて説
明をする。まず、使用者が本機に電源を投入し、表示操
作部１５よりｐＨ値の任意設定を行う（Ｇ１）。そし
て、通水されたかどうかを流量センサ６で監視してお
き、通水されなければ、そのままｐＨ値の入力待ちとな
る（Ｇ２）。通水されたと検知した場合、予めＭＰＵ１
９に記憶してあるデューティーマップを参照する（Ｇ
３）。このデューティーマップは、本機に流れる流量と
ｐＨ値の設定レベルによって数十段階に分かれている。
参照したデューティーマップに基づいて、半導体スイッ
チ素子２０にパルス電圧を印加する（Ｇ４）。

【００１０】そして、現在のｐＨセンサ１４の出力信号
をＭＰＵ１９でｐＨ値に変換し、表示操作部１５に表示
する（Ｇ５）。その表示したｐＨ値と使用者が設定した
ｐＨ値が一致していれば（Ｇ６）、ブザーにより飲用可
能であることを知らせる（Ｇ７）。そして、続いて通水
していれば（Ｇ５）に進み、通水していなければ終了す
る（Ｇ８）。

【００１１】一方、表示したｐＨ値と使用者が設定した
ｐＨ値が一致していなければ、ｐＨセンサ１４の出力値
が、使用者が設定したｐＨ値より大きいかどうかを比較
する（Ｇ９）。大きければ半導体スイッチ素子２０にデ
ューティーを狭めたパルス電圧を印加し（Ｇ１０）、小
さければ半導体スイッチ素子２０にデューティーを広げ
たパルス電圧を印加する（Ｇ１１）。続いて通水されて
いれば（Ｇ５）に戻り、そうでなければ終了する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のアル
カリイオン整水器のｐＨ制御は、ｐＨセンサからの出力
信号をリアルタイムに制御しているが、一般的にｐＨセ
ンサの応答性は悪く、ｐＨ値が設定値になってから、ｐ
Ｈセンサの検出信号が設定ｐＨ値に到達するまでに通常
３０秒程度の時間がかかる。このため、ｐＨセンサが設
定値と同じ出力値となるまでの間、所定のｐＨ値である
にもかかわらず水を飲用することはできず、吐出管から
出る水を捨てなければならないという問題がある。

【００１３】そこで本発明は、ｐＨセンサの応答性に関
係なく直ちにｐＨ値の安定した水を生成し、飲用可能に
なるまでの時間を短縮し、捨て水を最小限にすることが
可能なアルカリイオン整水器を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、水を電気分解し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、同電解槽への印加電
圧を制御する制御部と、生成されるイオン水のｐＨを選
択する操作部と、生成されたイオン水の使用が可能か不
可能かを表示する表示部と、前記イオン水のｐＨを測定
するｐＨセンサとを備えたアルカリイオン整水器におい
て、前記制御部には、設定されたｐＨ値とこれに対応す
る印加電圧のデータを備え、同データに基づいて前記操
作部で設定されたｐＨ設定値に対応した電圧を前記電解
槽の電極に印加するとともに、前記表示部に使用可の表
示をするようにしたものである。

【００１５】これにより、ｐＨセンサの応答性に関係な
く直ちにｐＨ値の安定した水を生成し、飲用可能になる
までの時間を短縮し、捨て水を最小限にすることが可能
なアルカリイオン整水器を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載された発明は、水
を電気分解し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、同電解槽への印加電圧を制御する制御部
と、生成されるイオン水のｐＨを選択する操作部と、生
成されたイオン水の使用が可能か不可能かを表示する表
示部と、前記イオン水のｐＨを測定するｐＨセンサとを
備えたアルカリイオン整水器において、前記制御部に
は、設定されたｐＨ値とこれに対応する印加電圧のデー
タを備え、同データに基づいて前記操作部で設定された
ｐＨ設定値に対応した電圧を前記電解槽の電極に印加す
るとともに、前記表示部に使用可の表示をするようにし
たものであり、ｐＨセンサの応答性に関係なく生成され
たイオン水のｐＨ値をリアルタイムで表示することが可
能となる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、前記表示部の表
示手段が、視覚的なｐＨ値表示及び又は「お知らせブザ
ー」等の聴覚的な表示であることを特徴とするものであ
り、これによって、使用者に的確に使用可能であること
を知らせることができる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記ｐＨ値とこ
れに対応する印加電圧のデータが、通水初期に、前記ア
ルカリイオン整水器を作動させて得た少なくとも５ポイ
ント以上のデータであることを特徴とするもので、従来
のようにＭＰＵにあらかじめ記憶されたデューティーマ
ップに比べ、使用装置の機械特性にかかわらず、的確な
データとすることができる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、通水から所定時
間経過後、前記ｐＨセンサの検知結果に基づいて、前記
表示部に表示するようにしたもので、これによって、実
際に生成されているイオン水の状況を的確につかむこと
ができるようになる。

【００２０】以下本発明を図面に示す実施の形態に基づ
いて説明する。図２は本発明の実施の形態におけるアル
カリイオン整水器の制御部のブロック図、図４及び図５
は同じく制御のフローチャートを示す。なお、本発明の
実施の形態におけるアルカリイオン整水器の概略構造図
は、図１に示したものと同一であるため説明を省略す
る。

【００２１】まず、図２を参照して制御部のブロック図
について説明する。表示操作部１５により使用者が任意
のｐＨ値設定を行う。これによって水が通水されると、
流量センサ６を通過しＭＰＵ１９に検出信号が送られ
る。これを受けてＭＰＵ１９は、記憶手段２１に記憶し
ている内容を参照し、本機が通水初期であるかどうかを
読み取る。この通水初期であるかどうかを知る方法とし
ては、例えば記憶手段２１の内容を製品出荷時にクリア
しておき、一回でも通水するとその内容を書き込むとい
うことにしておくことにより、容易に判断することがで
きる。

【００２２】通水初期であると判断すれば、表示操作部
１５に、ＬＥＤ等でパルス電圧条件の記憶を行うことを
知らせる表示をする。そして、例えば、ｐＨ１０．３〜
ｐＨ５．５の間でｐＨ１０．３，ｐＨ９．５，ｐＨ９．
０，ｐＨ８．５，ｐＨ５．５と任意の値を決めておき、
この５ポイントで、ｐＨ１０．３から順次パルス電圧条
件を記憶していく。

【００２３】例えば、ｐＨ１０．３のときのパルス電圧
条件の記憶の過程を説明すると、まず、ｐＨセンサ１４
からの検出信号がＭＰＵ１９に送信され、それを受けて
ｐＨ１０．３となるように電圧パルス幅の比を制御し、
半導体スイッチ素子２０にパルス信号を送り、電解槽７
に電圧が印加され電気分解が行われる。そして、ｐＨセ
ンサ１４からの検出信号がある一定時間以上、ｐＨ１
０．３において変化しなければ、ＭＰＵ１９がｐＨ値が
安定したと判断し、そのときの電圧パルス幅の比を記憶
手段２１に記憶する。前記の一定時間は、ｐＨセンサ１
４の応答性により定まる時間で、通常２０秒とする。そ
して次にｐＨ９．５という具合に順次行い、ｐＨ５．５
が終了するまで通水し、同様にｐＨ値に対応した電圧パ
ルス幅の比を記憶する。

【００２４】このように、通常使用される可能性が高い
数ポイントのｐＨ値に対応したパルス電圧をあらかじめ
記憶しておくことで、２回目通水時には設定ｐＨ値に近
い条件（パルス電圧）を印加することが可能となり、直
ちに適正ｐＨ値の水を得ることができるようになる。

【００２５】ここで、通水初期でない場合、すなわち２
回目以降の通水の場合、すでに前記に説明した通り、使
用者が任意設定したｐＨ値に近いパルス電圧条件を記憶
手段２１から読み取り、これに対応した電解電圧を電解
槽７に印加する。このとき表示操作部１５には、ｐＨセ
ンサ１４の出力値に関係なく任意設定したｐＨ値を即座
に表示し、同時にブザーで飲用可能であることを知らせ
る。これによって、使用者は直ちに設定ｐＨ値の水を飲
用することができる。

【００２６】このように、各ｐＨ毎に電解電圧条件を記
憶することによって、次回通水したときには、使用者が
任意設定したｐＨ値に一番近い電解電圧条件を印加する
ことができ、直ちに希望のｐＨ値を得ることができるよ
うになる。

【００２７】次に図４及び図５を参照して制御のフロー
チャートについて説明をする。まず、使用者が本機に電
源を投入し、表示操作部１５によりｐＨ値の任意設定を
行う（Ｓ１）。そして、通水されたかどうかを流量セン
サ６で監視しておき、通水されなければそのままｐＨ値
の入力待ちとなる（Ｓ２）。通水されたと検知した場
合、記憶手段２１から通水初期であるかそうでないかを
読み込み判断する（Ｓ３）。ここで通水初期であると判
断したら、予めＭＰＵ１９に記憶しているデューティー
マップを参照する。このデューティーマップは、本機に
流れる流量とｐＨ値の設定レベルによって数十段階に設
定されている（Ｓ４）。参照したデューティーマップに
基づいて半導体スイッチ素子２０にパルス電圧を印加す
る（Ｓ５）。

【００２８】次にｐＨ１０．３を表示操作部１５に表示
する（Ｓ６）。そして一定時間以上（２０〜３０秒）、
ｐＨセンサ１４の出力信号がｐＨ１０．３かどうかの判
断を行う（Ｓ７）。一定時間以上、ｐＨセンサ１４の出
力信号がｐＨ１０．３でなければ、ｐＨセンサ１４の出
力信号がｐＨ１０．３より大きいかどうか判断する（Ｓ
９）。大きいと判断すればパルス電圧の幅を狭め（Ｓ１
０），小さいと判断すればパルス電圧の幅を広げる（Ｓ
１１）。そして、続けて通水されていれば（Ｓ５）に戻
り、通水されていなければ終了する（Ｓ１２）。一定時
間以上、ｐＨセンサ１４の出力信号がｐＨ１０．３であ
れば、そのときに印加したパルス電圧の条件を記憶手段
２１に記憶する（Ｓ８）。そして、続けて通水されてい
れば、以下ｐＨ９．５〜ｐＨ５．５までについても、同
様にそれぞれ（Ｓ６）〜（Ｓ１２）の内容を繰り返し、
そうでなければ終了する（Ｓ１３）。

【００２９】また、通水初期でないと判断すれば、使用
者が設定したｐＨ値をそのまま表示する（Ｓ１４）。そ
して、記憶手段２１から前回記憶していたｐＨ値に対応
するパルス電圧の条件を読み込む（Ｓ１５）。読み込ん
だパルス電圧を電解槽７に印加し、電気分解を行う（Ｓ
１６）。このときブザーにより飲用可能であるという知
らせを行い、使用者は飲用可能であると判断する（Ｓ１
７）。

【００３０】続いて通水されていれば（Ｓ１８）、Ｘ秒
経過したかどうかを判断する（Ｓ１９）。このＸ秒の時
間は、ｐＨセンサ１４の出力信号が設定値に到達してい
ない時間である（これはｐＨセンサ１４の応答性に起因
するものである）。よって、ｐＨセンサ１４の値が設定
値に到達していないときに、そのままｐＨセンサ１４か
らの出力信号を表示すると表示値が安定せず、飲用可能
なｐＨ値であるにもかかわらず飲用可能のお知らせブザ
ーを鳴らすことができなくなり、使用者はまだ飲用でき
ないと判断することになる。この間は記憶手段２１より
読み込んだパルス電圧を印加し続けることになり、また
このとき実際に吐出管１３から出ている水のｐＨ値は設
定ｐＨ値に到達しているが、ｐＨセンサ１４の値は設定
ｐＨ値に到達していない状況である。このため、２回目
以降通水した場合は、使用者が設定したｐＨ値を即座に
表示して、ブザーにより飲用可能であることを知らせ
る。

【００３１】Ｘ秒経過したら、ｐＨセンサ１４の出力信
号と設定値が一致しているかどうかを判断する（Ｓ２
０）。一致していなければ、次にｐＨセンサ１４の出力
信号が設定値より大きいかどうかを判断する（Ｓ２
１）。大きければパルス幅を狭め（Ｓ２２）、小さけれ
ばパルス幅を広げる（Ｓ２３）。そして、続けて通水さ
れていれば（Ｓ２０）に戻り、通水されていなければ終
了する（Ｓ２４）。また、ｐＨセンサ１４の出力信号と
設定値が一致していれば、続いて通水を行っているかど
うか判断し（Ｓ２５）、通水していれば（Ｓ２０）に進
み、通水されていなければ終了する。

【００３２】なお前記所定時間Ｘは、ｐＨセンサ１４の
種類（ガラス電極、ＩＳＦＥＴなど）によっても異なる
が、通水開始後３０〜６０秒であることが望ましい。３
０秒よりも速いと、ｐＨセンサ１４の出力が安定してい
ない場合に制御が困難となり、６０秒よりも遅いと、ｐ
Ｈセンサ１４の寿命低下または故障の原因となる。

【００３３】このように本実施の形態のアルカリイオン
整水器によれば、設置初期通水時以外（２回目以降通水
した場合）は、ｐＨセンサ１４の出力信号に関係なく表
示操作部１５で使用者が設定した設定ｐＨ値を即座に表
示することにより、ｐＨセンサ測定結果を待つことなく
直ちに設定値の水を利用できるようになり、待ち時間を
少なくすることができる。また、待ち時間を少なくする
ことができる結果、吐出管１３から出てくる水をそのま
ま捨てる時間が少なくでき、同時に捨て水を少なくする
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００３５】（１）設定されたｐＨ値とこれに対応する
印加電圧のデータを備え、同データに基づいて前記操作
部で設定されたｐＨ設定値に対応した電圧を前記電解槽
の電極に印加するとともに、前記表示部に使用可の表示
をするようにした請求項１記載の発明によって、ｐＨセ
ンサの応答性に関係なく直ちにｐＨ値の安定した水を生
成し、飲用可能になるまでの時間を短縮し、捨て水を最
小限にすることが可能なアルカリイオン整水器を得るこ
とができる。

【００３６】（２）請求項２記載の発明によって、使用
者に的確に使用可能であることを知らせることができ
る。

【００３７】（３）請求項３記載の発明によって、従来
のようにＭＰＵにあらかじめ記憶されたデューティーマ
ップに比べ、使用装置の機械特性にかかわらず、的確な
データとすることができる。

【００３８】（４）請求項４記載の発明によって、実際
に生成されているイオン水の状況を的確につかむことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルカリイオン整水器の概略構造図

【図２】本発明の実施の形態におけるアルカリイオン整
水器の制御部のブロック図

【図３】従来のアルカリイオン整水器の制御部のブロッ
ク図

【図４】本発明の実施の形態におけるアルカリイオン整
水器の制御のフローチャート

【図５】本発明の実施の形態におけるアルカリイオン整
水器の制御のフローチャート

【図６】従来のアルカリイオン整水器の制御のフローチ
ャート

【符号の説明】

１ 原水管 ２ 水栓 ３ アルカリイオン整水器 ４ 浄水部 ５ カルシウム供給部 ６ 流量センサ ７ 電解槽 ８ 隔膜 ９，１０ 電極板 １１ 排水管 １２ 放水管 １３ 吐出管 １４ ｐＨセンサ １５ 表示操作部 １６ 電源投入用プラグ １７ 制御手段 １８ 電源部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 昌浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水を電気分解し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、同電解槽への印加電圧を
   制御する制御部と、生成されるイオン水のｐＨを選択す
   る操作部と、生成されたイオン水の使用が可能か不可能
   かを表示する表示部と、前記イオン水のｐＨを測定する
   ｐＨセンサとを備えたアルカリイオン整水器において、 前記制御部には、設定されたｐＨ値とこれに対応する印
   加電圧のデータを備え、同データに基づいて前記操作部
   で設定されたｐＨ設定値に対応した電圧を前記電解槽の
   電極に印加するとともに、前記表示部に使用可の表示を
   するようにしたアルカリイオン整水器。
2. 【請求項２】前記表示部の表示手段が、視覚的なｐＨ値
   表示及び又は聴覚的な表示である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。
3. 【請求項３】前記ｐＨ値とこれに対応する印加電圧のデ
   ータは、通水初期に、前記アルカリイオン整水器を作動
   させて得た少なくとも５ポイント以上のデータであるこ
   とを特徴とする請求項１，２記載のアルカリイオン整水
   器。
4. 【請求項４】通水から所定時間経過後、前記ｐＨセンサ
   の検知結果に基づいて、前記表示部に表示するようにし
   たことを特徴とする請求項１，２，３記載のアルカリイ
   オン整水器。
5. 【請求項５】前記所定時間は、通水開始後３〜６秒であ
   ることを特徴とする請求項１，２，３，４記載のアルカ
   リイオン整水器。