JP2001259634A - イオン水生成器 - Google Patents
イオン水生成器Info
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- JP2001259634A JP2001259634A JP2000082032A JP2000082032A JP2001259634A JP 2001259634 A JP2001259634 A JP 2001259634A JP 2000082032 A JP2000082032 A JP 2000082032A JP 2000082032 A JP2000082032 A JP 2000082032A JP 2001259634 A JP2001259634 A JP 2001259634A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 デューティ比の最小値をさらに小さくし、小
流量域で微妙なｐＨ調整を行う。 【解決手段】 電解槽に直流電圧を供給する電源回路
と、該電源回路を流れる電流をスイッチングするスイッ
チング素子と、該スイッチング素子をオン，オフして電
源回路を流れる電流をデューティ制御する制御部とを有
するイオン水生成器において、スイッチング素子をオ
ン，オフする周期を変えてデューティ制御するようにし
た。
流量域で微妙なｐＨ調整を行う。 【解決手段】 電解槽に直流電圧を供給する電源回路
と、該電源回路を流れる電流をスイッチングするスイッ
チング素子と、該スイッチング素子をオン，オフして電
源回路を流れる電流をデューティ制御する制御部とを有
するイオン水生成器において、スイッチング素子をオ
ン，オフする周期を変えてデューティ制御するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はイオン水生成器に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、イオン水生成器では、電解槽に水
を供給し、該電解槽の電極に電流を流して水をイオン化
することでイオン水を生成する一方、電解槽の電極に流
れる電流を制御してイオン水のｐＨを調整するようにし
ている。一般に、電流を大きくすると強アルカリ性、強
酸性のイオン水が得られ、電流を小さくすると弱アルカ
リ性、弱酸性のイオン水が得られる。このようにｐＨを
調整するために、電解槽の電極に流れる電流がデューテ
ィ制御される。このデューティ制御では、従来、一定周
期内でのオンパルスの幅を変化させている。
を供給し、該電解槽の電極に電流を流して水をイオン化
することでイオン水を生成する一方、電解槽の電極に流
れる電流を制御してイオン水のｐＨを調整するようにし
ている。一般に、電流を大きくすると強アルカリ性、強
酸性のイオン水が得られ、電流を小さくすると弱アルカ
リ性、弱酸性のイオン水が得られる。このようにｐＨを
調整するために、電解槽の電極に流れる電流がデューテ
ィ制御される。このデューティ制御では、従来、一定周
期内でのオンパルスの幅を変化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電解槽に供給する水の
流量が小さくなると、僅かなデューティ比の変化により
ｐＨ値が大きく変化する。ところが、従来のデューティ
制御では、オンパルスの最小幅は有限であるため、デュ
ーティ比の最小値も有限であった。したがって、小流量
域では微妙なｐＨ調整ができない。そこで、オンパルス
の最小幅を小さくするために、発振周波数を高周波数化
することが考えられるが、部品の配置やコスト面から自
ずと限界がある。
流量が小さくなると、僅かなデューティ比の変化により
ｐＨ値が大きく変化する。ところが、従来のデューティ
制御では、オンパルスの最小幅は有限であるため、デュ
ーティ比の最小値も有限であった。したがって、小流量
域では微妙なｐＨ調整ができない。そこで、オンパルス
の最小幅を小さくするために、発振周波数を高周波数化
することが考えられるが、部品の配置やコスト面から自
ずと限界がある。
【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、デューティ比の最小値をさらに小さくし、小流
量域で微妙なｐＨ調整を行うことができるイオン水生成
器を提供することを課題とするものである。
もので、デューティ比の最小値をさらに小さくし、小流
量域で微妙なｐＨ調整を行うことができるイオン水生成
器を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、電解槽に直流電圧を供給する
電源回路と、該電源回路を流れる電流をスイッチングす
るスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン，オ
フして前記電源回路を流れる電流をデューティ制御する
制御部とを有するイオン水生成器において、前記スイッ
チング素子をオン，オフする周期を変えてデューティ制
御するようにしたものである。
の手段として、本発明は、電解槽に直流電圧を供給する
電源回路と、該電源回路を流れる電流をスイッチングす
るスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン，オ
フして前記電源回路を流れる電流をデューティ制御する
制御部とを有するイオン水生成器において、前記スイッ
チング素子をオン，オフする周期を変えてデューティ制
御するようにしたものである。
【０００６】このように周期を変えることで、周期に対
するスイッチング素子のオン時間の割合、すなわちデュ
ーティ比を微妙に変化させ、デューティ比の最小値をさ
らに小さくし、小流量域で微妙なｐＨ調整を行うことが
できる。
するスイッチング素子のオン時間の割合、すなわちデュ
ーティ比を微妙に変化させ、デューティ比の最小値をさ
らに小さくし、小流量域で微妙なｐＨ調整を行うことが
できる。
【０００７】前記スイッチング素子をオンするパルス幅
を一定にしたまま、周期を変化させることが好ましい。
を一定にしたまま、周期を変化させることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。
図面に従って説明する。
【０００９】図１は、本発明にかかるイオン水生成器１
を示す。このイオン水生成器１の概略構成を作用ととも
に説明すると、水道水である原水は原水入口２から流量
センサ３を介して活性炭フィルタカートリッジ４に入
り、ここで１次浄化された後、カルシウム添加部５を経
て中空糸膜層６に入り、ここで２次浄化され、浄水とな
る。浄水は、電解槽７の陽極室８と陰極室９に入り、こ
こで電気分解され、陽極室８からはＯＨイオンを含む酸
性イオン水となって出口ノズル１０から流出し、陰極室
９からはアルカリイオン水となって排水口１１から流出
する。電磁弁１２は、浄水時に排出口１１を閉じて出口
ノズル１０から浄水を流出するようになっている。ま
た、アルカリイオン水と酸性イオン水の切換えは、電解
槽７の陽極室８と陰極室９の極性の切換えによって行う
ことができる。
を示す。このイオン水生成器１の概略構成を作用ととも
に説明すると、水道水である原水は原水入口２から流量
センサ３を介して活性炭フィルタカートリッジ４に入
り、ここで１次浄化された後、カルシウム添加部５を経
て中空糸膜層６に入り、ここで２次浄化され、浄水とな
る。浄水は、電解槽７の陽極室８と陰極室９に入り、こ
こで電気分解され、陽極室８からはＯＨイオンを含む酸
性イオン水となって出口ノズル１０から流出し、陰極室
９からはアルカリイオン水となって排水口１１から流出
する。電磁弁１２は、浄水時に排出口１１を閉じて出口
ノズル１０から浄水を流出するようになっている。ま
た、アルカリイオン水と酸性イオン水の切換えは、電解
槽７の陽極室８と陰極室９の極性の切換えによって行う
ことができる。
【００１０】図２は、前記イオン水生成器１の電気回路
を示す。この電気回路は、交流電源１３からの電流を整
流する整流器１４と、整流された電流を平滑する平滑コ
ンデンサ１５とからなる電源回路１６を有し、この電源
回路１６により得られた直流電圧を電解槽７の陽極１７
と陰極１８に供給するようになっている。整流器１４の
マイナス端子と電解槽７の陰極１８との間には、電源回
路１６を流れる電流をスイッチングするスイッチング素
子であるＭＯＳ−ＦＥＴ１９のソースとドレンが接続さ
れ、該ＦＥＴ１９のゲートは抵抗２０を介して接地され
るとともに、抵抗２１を介して制御部であるマイコン２
２に接続されている。
を示す。この電気回路は、交流電源１３からの電流を整
流する整流器１４と、整流された電流を平滑する平滑コ
ンデンサ１５とからなる電源回路１６を有し、この電源
回路１６により得られた直流電圧を電解槽７の陽極１７
と陰極１８に供給するようになっている。整流器１４の
マイナス端子と電解槽７の陰極１８との間には、電源回
路１６を流れる電流をスイッチングするスイッチング素
子であるＭＯＳ−ＦＥＴ１９のソースとドレンが接続さ
れ、該ＦＥＴ１９のゲートは抵抗２０を介して接地され
るとともに、抵抗２１を介して制御部であるマイコン２
２に接続されている。
【００１１】また、整流器１４のマイナス端子とＦＥＴ
１９のソースとの間には、Ｒ0Ω（１０ｍΩ）の超低抵
抗２３とオペアンプ２４からなり、電源回路１６を流れ
る電流を検出する電流センサ２５が接続されている。超
低抵抗２３は、整流器１４のマイナス端子とＦＥＴ１９
のソースとの間に設けられている。オペアンプ２４のプ
ラス入力端子は、前記超低抵抗２３とＦＥＴ１９のソー
スとの間に抵抗２６を介して接続され、マイナス入力端
子はＲ1Ω（２００Ω）の抵抗２７を介して接地されて
いる。オペアンプ２４の出力端子は、Ｒ2Ω（２００Ｋ
Ω）の抵抗２８を介してマイナス入力端子に接続される
とともに、マイコン２２のＡ／Ｄ入力ポートに接続され
ている。Ｒ2Ωの抵抗２８には、平滑コンデンサ２９が
並列に接続されている。
１９のソースとの間には、Ｒ0Ω（１０ｍΩ）の超低抵
抗２３とオペアンプ２４からなり、電源回路１６を流れ
る電流を検出する電流センサ２５が接続されている。超
低抵抗２３は、整流器１４のマイナス端子とＦＥＴ１９
のソースとの間に設けられている。オペアンプ２４のプ
ラス入力端子は、前記超低抵抗２３とＦＥＴ１９のソー
スとの間に抵抗２６を介して接続され、マイナス入力端
子はＲ1Ω（２００Ω）の抵抗２７を介して接地されて
いる。オペアンプ２４の出力端子は、Ｒ2Ω（２００Ｋ
Ω）の抵抗２８を介してマイナス入力端子に接続される
とともに、マイコン２２のＡ／Ｄ入力ポートに接続され
ている。Ｒ2Ωの抵抗２８には、平滑コンデンサ２９が
並列に接続されている。
【００１２】マイコン２２は、前記電流センサ２５で検
出した電流のＡ／Ｄ値に基づいて前記ＦＥＴ１９を駆動
し、前記電源回路１６を流れる電流をデューティ制御す
るものである。
出した電流のＡ／Ｄ値に基づいて前記ＦＥＴ１９を駆動
し、前記電源回路１６を流れる電流をデューティ制御す
るものである。
【００１３】次に、前記構成からなるイオン水生成器１
のマイコン２２による動作を説明する。
のマイコン２２による動作を説明する。
【００１４】マイコン２２からの信号によりＦＥＴ１９
がオンすると、Ｒ0（１０ｍΩ）の超低抵抗２３に電流
が流れ、その両端に２０〜３０ｍＶの電圧Ｖ1が生じ
る。この電圧Ｖ1はオペアンプ２４で１００倍に増幅さ
れ、平滑コンデンサ２９で平滑された電圧ＶOUTがマイ
コン２２に入力される。マイコン２２は、これをＡ／Ｄ
変換して読取り、このＡ／Ｄ値から予め定められた電流
値とＡ／Ｄ値との関係に基づいて回路電流を検出する。
さらに、マイコン２２は、検出した回路電流のＡ／Ｄ値
が所望のｐＨのイオン水を供給するのに必要な目標Ａ／
Ｄ値になるように、ＦＥＴ１９のゲートへの駆動信号の
パルス幅をＰＷＭ制御して、回路電流をデューティ制御
する。
がオンすると、Ｒ0（１０ｍΩ）の超低抵抗２３に電流
が流れ、その両端に２０〜３０ｍＶの電圧Ｖ1が生じ
る。この電圧Ｖ1はオペアンプ２４で１００倍に増幅さ
れ、平滑コンデンサ２９で平滑された電圧ＶOUTがマイ
コン２２に入力される。マイコン２２は、これをＡ／Ｄ
変換して読取り、このＡ／Ｄ値から予め定められた電流
値とＡ／Ｄ値との関係に基づいて回路電流を検出する。
さらに、マイコン２２は、検出した回路電流のＡ／Ｄ値
が所望のｐＨのイオン水を供給するのに必要な目標Ａ／
Ｄ値になるように、ＦＥＴ１９のゲートへの駆動信号の
パルス幅をＰＷＭ制御して、回路電流をデューティ制御
する。
【００１５】ＦＥＴ１９のゲートへの駆動信号は、従来
は、図３（ａ）に示すように、周期Ｔを一定にし、その
周期Ｔ内でオンパルスの幅をＴON１，ＴON２，・・・の
ように変化させてデューティ比を変化させていた。しか
し、本発明では、図３（ｂ）に示すように、周期をＴ
１，Ｔ２の２つ（３以上でも可）設定し、その周期内で
オンパルスの幅ＴONを変化させることで、デューティ比
を変化させる。具体的には、本実施形態では、流量１〜
２リッター／分の小流量域で周期Ｔ２を２０ｍｓとし、
流量２〜４リッター／分の大流量域で周期Ｔ１を１０ｍ
ｓとする。オンパルスの最小幅を０．１ｍｓとすると、
流量１〜２リッター／分の小流量域では、デューティを
０〜１００％の範囲内で０．５％単位で変化させること
ができる。また、流量２〜４リッター／分の大流量域で
は、デューティを０〜１００％の範囲内で１％単位で変
化させることができる。この結果、小流量域で微妙なデ
ューティ制御が可能となり、ｐＨ調整が容易に行える。
は、図３（ａ）に示すように、周期Ｔを一定にし、その
周期Ｔ内でオンパルスの幅をＴON１，ＴON２，・・・の
ように変化させてデューティ比を変化させていた。しか
し、本発明では、図３（ｂ）に示すように、周期をＴ
１，Ｔ２の２つ（３以上でも可）設定し、その周期内で
オンパルスの幅ＴONを変化させることで、デューティ比
を変化させる。具体的には、本実施形態では、流量１〜
２リッター／分の小流量域で周期Ｔ２を２０ｍｓとし、
流量２〜４リッター／分の大流量域で周期Ｔ１を１０ｍ
ｓとする。オンパルスの最小幅を０．１ｍｓとすると、
流量１〜２リッター／分の小流量域では、デューティを
０〜１００％の範囲内で０．５％単位で変化させること
ができる。また、流量２〜４リッター／分の大流量域で
は、デューティを０〜１００％の範囲内で１％単位で変
化させることができる。この結果、小流量域で微妙なデ
ューティ制御が可能となり、ｐＨ調整が容易に行える。
【００１６】また、図３（ｃ）に示すように、オンパル
ス幅ＴONを一定にして、周期のみをＴ１，Ｔ２，Ｔ３・
・・のように変化させることで、小流量域でもデューテ
ィ比を容易に変化させることができ、デューティ制御が
簡単に行える。この場合、このパルス幅の倍数を周期と
すれば、オンパルスの幅をカウントするタイマを１つの
み設けるだけでよい。
ス幅ＴONを一定にして、周期のみをＴ１，Ｔ２，Ｔ３・
・・のように変化させることで、小流量域でもデューテ
ィ比を容易に変化させることができ、デューティ制御が
簡単に行える。この場合、このパルス幅の倍数を周期と
すれば、オンパルスの幅をカウントするタイマを１つの
み設けるだけでよい。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、スイッチング素子をオン，オフする周期を変
えてデューティ制御するようにしたので、周期に対する
スイッチング素子のオン時間の割合、すなわちデューテ
ィ比を微妙に変化させ、デューティ比の最小値をさらに
小さくし、小流量域で微妙なｐＨ調整を行うことができ
る。
によれば、スイッチング素子をオン，オフする周期を変
えてデューティ制御するようにしたので、周期に対する
スイッチング素子のオン時間の割合、すなわちデューテ
ィ比を微妙に変化させ、デューティ比の最小値をさらに
小さくし、小流量域で微妙なｐＨ調整を行うことができ
る。
【図１】 本発明にかかるイオン水生成器の概略図。
【図２】 図１のイオン水生成器の電気回路図。
【図３】 デューティ制御のパルス信号を示す図。
１ イオン水生成器 ７ 電解槽 １６ 電源回路 １９ ＦＥＴ（スイッチング素子） ２２ マイコン（制御部）
Claims (2)
- 【請求項１】 電解槽に直流電圧を供給する電源回路
と、 該電源回路を流れる電流をスイッチングするスイッチン
グ素子と、 該スイッチング素子をオン，オフして前記電源回路を流
れる電流をデューティ制御する制御部とを有するイオン
水生成器において、 前記スイッチング素子をオン，オフする周期を変えてデ
ューティ制御するようにしたことを特徴とするイオン水
生成器。 - 【請求項２】 前記スイッチング素子をオンするパルス
幅を一定にしたまま、周期を変化させるようにしたこと
を特徴とする請求項１に記載のイオン水生成器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082032A JP2001259634A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | イオン水生成器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000082032A JP2001259634A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | イオン水生成器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001259634A true JP2001259634A (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=18598884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000082032A Pending JP2001259634A (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | イオン水生成器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001259634A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007501702A (ja) * | 2003-08-08 | 2007-02-01 | パイオネティックス， インコーポレイテッド | 電解イオン交換を伴う選択可能なイオン濃度 |
| JP2008212816A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | West Japan Railway Technos Corp | 排水処理装置及び排水処理方法 |
| CN101798153A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-11 | 南京中脉科技控股有限公司 | 精确控制电解量的制水机 |
| US7780833B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-08-24 | John Hawkins | Electrochemical ion exchange with textured membranes and cartridge |
| US7959780B2 (en) | 2004-07-26 | 2011-06-14 | Emporia Capital Funding Llc | Textured ion exchange membranes |
| US8562803B2 (en) | 2005-10-06 | 2013-10-22 | Pionetics Corporation | Electrochemical ion exchange treatment of fluids |
| US9757695B2 (en) | 2015-01-03 | 2017-09-12 | Pionetics Corporation | Anti-scale electrochemical apparatus with water-splitting ion exchange membrane |
| JP2018065071A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社日本トリム | 水素水サーバー |
| JP2018083154A (ja) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 除菌水生成装置 |
| CN112441652A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 用于电解水设备的控制装置、电解水装置和空气消毒器 |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082032A patent/JP2001259634A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007501702A (ja) * | 2003-08-08 | 2007-02-01 | パイオネティックス， インコーポレイテッド | 電解イオン交換を伴う選択可能なイオン濃度 |
| US7959780B2 (en) | 2004-07-26 | 2011-06-14 | Emporia Capital Funding Llc | Textured ion exchange membranes |
| US8293085B2 (en) | 2005-07-26 | 2012-10-23 | Pionetics Corporation | Cartridge having textured membrane |
| US7780833B2 (en) | 2005-07-26 | 2010-08-24 | John Hawkins | Electrochemical ion exchange with textured membranes and cartridge |
| US8562803B2 (en) | 2005-10-06 | 2013-10-22 | Pionetics Corporation | Electrochemical ion exchange treatment of fluids |
| US9090493B2 (en) | 2005-10-06 | 2015-07-28 | Pionetics Corporation | Electrochemical ion exchange treatment of fluids |
| JP2008212816A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | West Japan Railway Technos Corp | 排水処理装置及び排水処理方法 |
| CN101798153A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-11 | 南京中脉科技控股有限公司 | 精确控制电解量的制水机 |
| US9757695B2 (en) | 2015-01-03 | 2017-09-12 | Pionetics Corporation | Anti-scale electrochemical apparatus with water-splitting ion exchange membrane |
| JP2018065071A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社日本トリム | 水素水サーバー |
| WO2018074417A1 (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社日本トリム | 水素水サーバー |
| CN109715563A (zh) * | 2016-10-17 | 2019-05-03 | 日本多宁股份有限公司 | 氢水饮水机 |
| CN109715563B (zh) * | 2016-10-17 | 2021-11-09 | 日本多宁股份有限公司 | 氢水饮水机 |
| JP2018083154A (ja) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 除菌水生成装置 |
| CN112441652A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 用于电解水设备的控制装置、电解水装置和空气消毒器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050125 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050607 |