JP2017000918A5 - - Google Patents

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機能水生成装置及び、その電解セルへの印加電圧の制御方法Functional water generator and method for controlling voltage applied to electrolysis cell

本発明はポータブル型機能水生成装置、とりわけ水素水、アルカリイオン水製造装置に関する。 The present invention relates to a portable functional water generating apparatus, and more particularly to an apparatus for producing hydrogen water and alkaline ion water .

ポータブル型機能水生成装置は、陽極、陰極その間に極を分ける隔膜にイオン交換膜・多孔性膜・止水膜などの実質的に液不透過性の隔膜を用いた電解セルを持ち、原水を入れる容器を陰極、陽極毎に物理的に分離できる構造とした上で容器を上下に配置し、上側の容器に電解セル要素を含みかつ電気的にもそれぞれ容器の電極への受電位置と相対する位置に着脱に対応した給電手段を持ち、接点を介して電解セルに電力を印加するための電源供給手段とで構成される。 The portable functional water generator has an electrolytic cell that uses a substantially liquid-impermeable membrane such as an ion exchange membrane, a porous membrane, and a water blocking membrane as the membrane separating the anode and cathode between the anode and cathode. The container to be put in is structured so that it can be physically separated for each cathode and anode, and the container is arranged up and down, and the upper container includes an electrolytic cell element and is electrically opposed to the power receiving position to the electrode of the container. It has power supply means corresponding to attachment / detachment at a position, and is constituted by power supply means for applying electric power to the electrolysis cell via a contact.

溶存水素水を製造する方法として、水を電気分解して水素ガスを生成させ、これを水に溶存させる方法が高濃度の溶存水素水を製造する方法として知られている。図11は、公表番号特表2013−525612公開特許による電解式水素水生成装置として、陽極、陰極、高分子イオン交換樹脂膜等の液不透過性隔膜を含む電解セルを、分離が可能な飲水カップ下部に構成し、前記飲水カップを据え置くことができ、電解セルの陽極反応が発生するよう貯水槽と予備タンクから一定水位の水が持続的に供給されるフロート弁を含み、電解セルに直流電流を印加するための電源装置を備える。飲水カップに原水を注ぎ、タンクベースに取付けた後、電源を印加すると、電解セルはタンクベース内の水を電気分解し、タンクベース側の陽極では酸素が発生し、飲水カップ側の陰極では水素が発生し、飲水カップ内の浄水に水素ガスが溶存され、溶存水素水を製造することができる溶存水素製造装置が提案されている。 As a method for producing dissolved hydrogen water, electrolyzing water to produce hydrogen gas, which it is known as a method for method for Dissolved in water to produce a high concentration of dissolved hydrogen water. 11, as electrolytic hydrogen water generator according to published numbers Laid Table 2013-52561 2 published patent, an anode, a cathode, an electrolytic cell including a liquid impermeable membrane, such as polymeric ion-exchange resin membrane, separable An electrolysis cell comprising a float valve configured to be provided at the bottom of a drinking cup, wherein the drinking cup can be deferred, and a constant level of water is continuously supplied from a storage tank and a reserve tank so that an anodic reaction of the electrolysis cell occurs. Is provided with a power supply device for applying a direct current. After pouring raw water into the drinking cup, attaching it to the tank base, and applying power, the electrolysis cell electrolyzes the water in the tank base, generating oxygen at the anode on the tank base side and hydrogen at the cathode on the drinking cup side. Has occurred, hydrogen gas is dissolved in the purified water in the drinking cup, and a dissolved hydrogen production apparatus capable of producing dissolved hydrogen water has been proposed.

この構成の装置は飲水カップ側に陰極、陽極が含まれ、着脱の容易性も勘案すると弾性摺性を有する電極ピン側から電極接点側への給電は点接点での給電を選択せざるを得なかった。
そのため接点の汚れ、劣化等で微細な部分ごとで接触抵抗が異なることが少なくなく、亜酸化銅増殖発熱現象の発生により、発生後装置動作不具合、あるいは周辺合成樹脂筐体の熱変形することが分かってきた。
The device of this configuration includes a cathode and an anode on the drinking cup side, and considering the ease of attachment and detachment, the power supply from the electrode pin side having elastic sliding property to the electrode contact side must be selected as a point contact power supply. There wasn't.
For this reason, the contact resistance is often different for each minute part due to contact contamination, deterioration, etc., and the occurrence of cuprous oxide growth exothermic phenomenon may cause malfunction of the device after the occurrence or thermal deformation of the surrounding synthetic resin casing. I understand.

また、亜酸化銅増殖発熱現象は、一旦スパークが発生すると供給電力を遮断または大幅に低下させない限り、600℃を越えるホットスポットが消滅することなく継続することが分かってきた。この現象は比較的低電圧で駆動される直流電源の通電環境でも発生し、また銅系金属だけでなくチタン系金属でも発生することも判明し、一般的な名称でグロー現象の一つという位置づけにあることがわかってきた。 It has also been found that the cuprous oxide growth exothermic phenomenon continues without a hot spot exceeding 600 ° C. disappearing unless the supplied power is cut off or significantly reduced once a spark occurs. This phenomenon occurs even in the energization environment of a DC power supply driven at a relatively low voltage, and it has been found that it occurs not only in copper-based metals but also in titanium-based metals. I have found out that

公表番号 特表2013−525612Publication number Special table 2013-525612

独立行政法人 製品評価技術基盤機構 平成23年度 製品センタ ー 製品安全業務報告会資料 『亜酸化銅増殖発熱現象』Incorporated Administrative Agency National Institute of Technology and Evaluation 2011 Product Center Product Safety Operation Report Material “Cuprous Oxide Growth Phenomenon” 大韓電気技術協会文献( KEA ) : Journal of the Electric World / Monthly Magazine 2014.9 住宅における電気安全Korea Electrical Engineering Association (KEA): Journal of the Electric World / Monthly Magazine 2014.9 Electrical Safety in Housing

そこで、この現象は接点部のスパークに端を発して発生する現象であるため、スパークの発生を最小限にする必要があった。 Therefore, since this phenomenon occurs from the spark of the contact portion, it is necessary to minimize the occurrence of the spark.

従来の装置においては、水素水生成中に飲用カップを取り外した場合でも印加電圧は(間欠的に)加え続けられ、飲用カップをセットされたあとも当初にセットされた生成時間を越えるまで電気的には生成用の電圧は印加し続けられていた。
更に、水素水生成後も溶存濃度を維持する為飲用カップを取り外すまで間欠的かつ継続的に印加電圧を加えていた。
In the conventional apparatus, even when the drinking cup is removed during hydrogen water generation, the applied voltage is continuously applied (intermittently), and even after the drinking cup is set, the electric time is maintained until the initially set generation time is exceeded. The voltage for generation was continuously applied.
Furthermore, the applied voltage was applied intermittently and continuously until the drinking cup was removed to maintain the dissolved concentration even after the hydrogen water was generated.

スパークは、比較的、一定な水素水生成電圧印加中には発生しにくく、上記動作モードでは、
(1)水素生成モードに入るために最初に電圧を印加した瞬間
(2)水素水生成モード中にカップを外して、再度カップ設置するために電圧の印加されている端子同士を接触させた瞬間、
(3)水素水生成モードが終了した後、水素溶存濃度の低下を補うための間欠的に水素水生成モードで間欠的な電圧が印加される瞬間に、
スパークが発生する可能性がある。その中でも接触端子が接触された状態で電圧が加えられることにより、電圧の加わった端子どうしが接触する瞬間が最も発生しやすい。
Spark is relatively unlikely to occur in a given hydrogen aquatic growth voltage application, in the above operation mode,
(1) The moment the voltage is first applied to enter the hydrogen water generation mode (2) The cup is removed during the hydrogen water generation mode, and the terminals to which the voltage is applied are brought into contact with each other to install the cup again moment,
(3) After the hydrogen water generation mode has been completed, while instant the intermittent voltage is applied intermittently to hydrogen water generation mode to compensate for the decrease in the dissolved hydrogen concentration,
Sparks can occur. Ri by the Rukoto voltage is applied in a state where the contact terminals are contacted among them, joined terminals each other is the most likely to occur the moment of contact of voltage.

第1発明は、The first invention is
陰極電極485と陽極電極455により液不透過性隔膜430が挟持された電解セル440が、取り外し可能なカップユニット400の底部に一体として付けられていることにより、浄水が、前記陽極電極455が浸漬して酸素溶存水を生成するタンク100側(126)と、前記陰極電極が浸漬して水素水を生成するカップユニット400側(124)との2つに分離されている機能水生成装置において、The electrolytic cell 440 in which the liquid-impermeable diaphragm 430 is sandwiched between the cathode electrode 485 and the anode electrode 455 is integrally attached to the bottom of the removable cup unit 400, so that purified water is immersed in the anode electrode 455. In the functional water generating apparatus, the tank 100 side (126) for generating oxygen-dissolved water and the cup unit 400 side (124) for generating hydrogen water by dipping the cathode electrode are separated.
前記電解セル440の電極に供給されている電源は、カップユニット400が取り外された状態でその印加される電圧が停止されている構造とした。  The power supplied to the electrode of the electrolytic cell 440 has a structure in which the applied voltage is stopped in a state where the cup unit 400 is removed.

第2発明は、The second invention is
第1発明の好ましい条件として、前記電解セル440に印加される電圧と電流とにより前記カップユニット400の取り外されたことを検出する印加電圧検出手段と電流検出手段を備えた構造とした。As a preferable condition of the first invention, a structure is provided that includes an applied voltage detecting means and a current detecting means for detecting that the cup unit 400 is removed by a voltage and a current applied to the electrolysis cell 440.

第3発明は、The third invention is
陰極電極485と陽極電極455により液不透過性隔膜430が挟持された電解セル440が、取り外し可能なカップユニット400の底部に一体として付けられていることにより、浄水が、前記陽極電極455が浸漬して酸素溶存水を生成するタンク100側(126)と、前記陰極電極485が浸漬して水素水を生成するカップユニット400側(124)との2つに分離されている機能水生成装置の電解セル440への印加電圧の制御方法において、The electrolytic cell 440 in which the liquid-impermeable diaphragm 430 is sandwiched between the cathode electrode 485 and the anode electrode 455 is integrally attached to the bottom of the removable cup unit 400, so that purified water is immersed in the anode electrode 455. The functional water generating apparatus is separated into two parts, a tank 100 side (126) for generating oxygen-dissolved water and a cup unit 400 side (124) for generating hydrogen water by immersion of the cathode electrode 485. In the method of controlling the voltage applied to the electrolysis cell 440,
前記カップユニット400が取り外されたときに前記印加電圧が停止される機能水生成装置の電解セル440への印加電圧の制御方法とした。  The applied voltage was controlled to the electrolysis cell 440 of the functional water generator in which the applied voltage was stopped when the cup unit 400 was removed.

第4発明は、The fourth invention is
前記電解セル440に印加される電圧と電流とにより前記カップユニット400が取り外されていることを検出することを好ましい条件とした。It was a preferable condition to detect that the cup unit 400 was removed by the voltage and current applied to the electrolytic cell 440.

また、第5発明は、The fifth invention is
前記カップユニット400が取り外されて電源が一旦遮断されたのちに、カップユニット400が再度取り付けられたときに、別のトリガ手段により電解セル440への印加電圧が再開されることを好ましい条件とした。After the cup unit 400 is removed and the power source is once cut off, when the cup unit 400 is attached again, it is a preferable condition that the applied voltage to the electrolysis cell 440 is resumed by another trigger means. .

そして、第6発明は、And the sixth invention is:
前記印加電圧は、PWM制御によりその電位が変化している三角波、鋸歯状波または矩形波からなることを好ましい条件とした。The applied voltage is preferably a triangular wave, a sawtooth wave or a rectangular wave whose potential is changed by PWM control.

原水収納容器に収容した原水を液不透過性隔膜を介して2室に隔離し、前記液不透過性隔膜に陽極、陰極を密着させ所望の電力を加えることによって陰極には水素溶存水、陽極には酸素溶存水を生成する電解セル要素を含み、前記2室に隔離された原水容器のうち電解セルを含む側の容器を着脱可能にしたシステムにおいて印加電圧検出手段により着脱可能にした電解セルを含む側の容器を水素水生成モード中に取り外したことを検出して印加電圧を停止する手段を設けた。 The raw water stored in the raw water storage container is separated into two chambers through a liquid-impermeable diaphragm, and the anode and the cathode are brought into close contact with the liquid-impermeable diaphragm, thereby applying desired power to the cathode. Includes an electrolytic cell element that generates oxygen-dissolved water, and an electrolytic cell that is detachable by an applied voltage detection means in a system in which the container on the side including the electrolytic cell among the raw water containers isolated in the two chambers is detachable A means for stopping the applied voltage by detecting that the container on the side including the detachment was removed during the hydrogen water generation mode was provided.

そして、手動の再開トリガ手段を有し、着脱可能にした電解セルを含む側の容器を所定の位置にセットした時、手動の再開トリガ手段によって印加電圧検出手段の検出動作を有効にする方式とした。 And a manual resumption trigger means for enabling the detection operation of the applied voltage detection means by the manual resumption trigger means when the container on the side including the detachable electrolysis cell is set at a predetermined position; did.

印加電圧検出手段により着脱可能にした電解セルを含む側の容器を水素水生成モード中に取り外したことを検出して、印加電圧制御手段の動作を停止する態様をとることにより、電解セルを含む側の容器を再セットした場合、自動で通電が再開することなく、耐グロー放電現象の発生を抑止でき、また、水素水生成モードを続ける意思がある場合には、手動操作を行うことにより水素水生成モードを続行することも可能となる。 An electrolysis cell is included by detecting the removal of the container including the electrolysis cell detachable by the applied voltage detection means during the hydrogen water generation mode and stopping the operation of the applied voltage control means. If re-set the container side, without energizing by automatically resumes, can suppress the occurrence of resistance to glow discharge phenomenon, also when there is intention to continue the water Motomi generation mode, to perform the manual operation It is possible to continue the hydrogen water generation mode.

また、手動の再開トリガ手段を有し、着脱可能にした電解セルを含む側の容器を所定の位置にセットした時、再開トリガ手段によって印加電圧検出手段の検出動作を有効にする態様をとることにより、使用者の意思なく再開することを防止することにより、耐グロー放電現象の発生を向上できる。また止するとともに意思があれば水素水生成モードも続行できる。 Also, it has a manual restart trigger means, and when the container including the detachable electrolytic cell is set at a predetermined position, the detection operation of the applied voltage detection means is made effective by the restart trigger means. Therefore, it is possible to improve the occurrence of the glow discharge resistance phenomenon by preventing the user from restarting without intention. In addition, the hydrogen water generation mode can be continued if there is an intention to stop.

本発明の機能水生成装置の外観の一実施例を示す正面図である。It is a front view which shows one Example of the external appearance of the functional water generating apparatus of this invention. 図2の平面図である。FIG. 3 is a plan view of FIG. 2. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2の一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of FIG. フロート弁から注出された水の動きを説明する図である。It is a figure explaining the movement of the water poured out from the float valve. 3のカップユニットの一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of the cup unit of FIG. 図7の電解セル440の組立説明図である。It is assembly explanatory drawing of the electrolysis cell 440 of FIG. 図2のB−B断面図である。A B-B cross-sectional view of FIG. 電源制御方法を示すブロック図の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the block diagram which shows the power supply control method. 図9の動作を説明するフローチャートである。 10 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 9 . 従来の例を示す図である。It is a figure which shows the conventional example.

以下説明実施形態は一例であり本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
図1は本発明の機能水生成装置の外観の一実施例を示す正面図である。
図2はその平面図である。
図3は図2のA−A断面図である。
図4は図3の一部拡大断面図である。
The embodiment described below is an example, and various design improvements made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention are also included in the scope of the present invention.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of the appearance of the functional water generator of the present invention.
FIG. 2 is a plan view thereof.
Figure 3 is an A-A sectional view of FIG.
4 is a partially enlarged sectional view of FIG.

ベースユニット320はカップユニット据置き部320aを有しカップユニット400を着脱自在に置くことができる
カップユニット400は、カップユニット400内の電解セル440に電解用の浄水を供給する一方の浄水供給手段としての機能を有している。
The base unit 320 may place the cup unit 400 includes a cup unit deferred portion 320a removably.
The cup unit 400 has a function as one purified water supply means for supplying purified water for electrolysis to the electrolytic cell 440 in the cup unit 400 .

ベースユニット320は、電解セル440に電解用の浄水を供給する他方の固定側浄水供給手段としての機能を有している。
また、ベースユニット320は、カップユニット400への電解用電源の供給手段や、利用者の要求に応じて図示しない電気的な設定および制御、表示などのユーザーインターフェース手段を配置する手段としての役割も兼ねている。
The base unit 320 has a function as the other fixed side purified water supply means for supplying purified water for electrolysis to the electrolytic cell 440.
In addition, the base unit 320 also serves as means for supplying electrolysis power to the cup unit 400 and means for arranging user interface means such as electrical settings, control, and display (not shown) in response to a user request. Also serves as.

さらに、ベースユニット320は、DC電源として図示しないACアダプタが接続出来るようになっている。 Further, the base unit 320 can be connected to an AC adapter (not shown) as a DC power source.

次に、電解用の浄水供給手段としての前記固定側浄水供給手段の動作を説明する。
浄水126は上カバー110の開口部110aよりタンク100に供給される。タンク100内には着脱可能なイオン交換樹脂収納容器130の軸部130aがガイドとしてフロート250が水位の高さに応じて上下スライド可能なように軸支されており、電解水(浄水)126の最大容量を目視で認識できるようになっている。浄水126が供給されるとイオン交換樹脂収納容器130の取水口130bを通り内部でマグネシウム、カルシウム等のミネラル分が浄化されて、電解に向いた水となるよう処理される。
Next, operation | movement of the said fixed side purified water supply means as a purified water supply means for electrolysis is demonstrated.
Purified water 126 is supplied from the opening 110a of the upper cover 110 to the tank 100. The tank 100 is axially supported so as to be vertically slid according to the height of the float 250 is level shaft portion 130a of the removable ion-exchange resin container 130 as a guide, the electrolytic water (purified water) 126 The maximum capacity can be recognized visually. When the purified water 126 is supplied, it passes through the water intake 130b of the ion exchange resin storage container 130 , and the minerals such as magnesium and calcium are purified inside, and processed to become water suitable for electrolysis.

次に、タンク100最下部には下方外界にドーム状に張り出した出水口255に対応する位置に頂部に弾性体を有しその弾性体を出水口255のドーム部分に密着させることによって止水し、上下に動可能で、動により非密着状態となったとき浄水を通過させるための流路を付与されたバルブ251で弁機構を形成し、
回転中心254を支点としてタンク100から供給される浄水126の多寡に連動してフロートの浮力を利用して上方に回動する力点254b、この回転中心254と力点254bの間に作用点となる突起部分259を設けてテコの作用で慴動可能なバルブ251をこの突起259動することによって前記弁機構を作動させるフロート弁ユニット300を構成する。
これによって、ベースユニット320のタンク直下に位置するフロート室260の水位を予め定めた水位から変動しないよう維持している。
Next, the lowermost part of the tank 100 has an elastic body at the top at a position corresponding to the water outlet 255 projecting in the form of a dome in the lower outside, and the elastic body is brought into close contact with the dome portion of the water outlet 255 to stop water. , slidable in vertically, to form a valve mechanism in the valve 251 granted a flow path for passing the purified water when it becomes a non-contact state by sliding,
A force point 254b that rotates upward using the buoyancy of the float in conjunction with the amount of purified water 126 supplied from the tank 100 with the rotation center 254 as a fulcrum, and a protrusion that acts as an action point between the rotation center 254 and the force point 254b the sliding valving 251 by the action of leverage provided portions 259 constituting the float valve unit 300 for operating the valve mechanism by sliding in the projection 259.
Thus, the water level of the float chamber 260 located immediately below the tank of the base unit 320 is maintained so as not to fluctuate from a predetermined water level.

ベースユニット320のタンク100直下のフロート室260はカップユニット据置き部320aと連通しており、通路258を通ってカップユニット据置き部320aに導かれ内周の隔壁320cの内側を予め定めたフロート室260水位を予め定めたフロート室260水位と同一水位まで満たす。 Float chamber 260 immediately below the tank 100 of the base unit 320 communicates with the cup unit stationary portion 320a, a predetermined float inside the through passageway 258 mosquitoes Ppuyunitto stationary portion 320a in guided inner periphery of the partition wall 320c The chamber 260 water level is filled up to the same water level as the predetermined float chamber 260 water level.

タンク100は浄水の電気分解、蒸発等などにより徐々に消費される。そこで、イオン交換樹脂収納容器130の取水口130bの近傍のタンク底部には、電解水(浄水)126の不足を検知して報知したり、電解の開始有無などの制御に利用されるマグネット123を内臓したフロート250とホール素子125の組み合わせによるタンク内電解水(浄水)126の残量警告センサを備える。
これらセンサは特に限定するものではなく要求機能を果たせばよい。
The tank 100 is gradually consumed due to electrolysis of purified water, evaporation, and the like. Therefore, a magnet 123 that is used to detect and notify the lack of electrolyzed water (purified water) 126 or to control whether or not to start electrolysis is provided at the bottom of the tank near the water inlet 130b of the ion exchange resin storage container 130. A residual amount warning sensor for electrolytic water (purified water) 126 in the tank by a combination of the built-in float 250 and Hall element 125 is provided.
These sensors are not particularly limited and need only fulfill their required functions.

図5はフロート弁から注出された水の動きを説明する図。 FIG. 5 is a diagram for explaining the movement of water poured out from the float valve.

図5において、電解セル440で電気分解等で電解水(浄水)126が消費されるとフロート室260の電解水(浄水)126はゆっくりと、フロート室260から黒矢印のように移動し、さらに白矢印のようにい移動してカップユニット据置き部320aの隔壁内の水位を予め定めたフロート室260水位と同一水位にする。 In FIG. 5 , when the electrolyzed water (purified water) 126 is consumed by electrolysis or the like in the electrolysis cell 440 , the electrolyzed water (purified water) 126 in the float chamber 260 slowly moves from the float chamber 260 as indicated by a black arrow. As indicated by the white arrow, the water level in the partition wall of the cup unit stationary portion 320a is set to the same water level as the predetermined float chamber 260 water level.

次に電解用の浄水を供給するもう一方の浄水供給手段としての機能有しているカップユニット400について説明する。 Next, the cup unit 400 having a function as another purified water supply means for supplying purified water for electrolysis will be described.

図6は図3のカップユニット部の一部拡大断面図である、図7は電解セル440の詳細を示し(a)は組立て直前の状態、(b)は組立後を示す組立図である。 6 is a partially enlarged cross-sectional view of the cup unit section of FIG. 3, FIG. 7 details are shown (a) is assembled just before the state of the electrolytic cell 440, (b) is a set elevational view showing the post-assembly .

図6および図7において、陽極電極455をインサート成型したカップベース450の凹部450aに前記陽極電極455を囲むように配置したシール手段420、液不透過性隔膜430、更にシール手段420、その上に陰極電極485をインサート成型した陰極カバー480、シール手段420の順にセットし、カップ本体410のカップ本体底部410aの凸部410bで勘合し図示しない締結手段で固定することによりカップ本体410とカップベース450の間の水密構造を形成する。それぞれ部材間に挟み込んだシール手段420は弾性パッキン、弾性的性向硬化剤、粘着材、ゲル上の粘弾性体でもよい。 6 and 7, the sealing means 420 is arranged to surround the anode electrode 455 in the recess 450a of the cup base 450 where the anode electrode 455 by insert molding, liquid-impermeable membrane 430, further sealing means 420, on the cathode cover 480 and the cathode electrode 485 by insert molding, and set in the order of the sealing means 420, the cup body 410 and the cup base 450 by fixing by fastening means, not shown fitting convex portion 410b of the cup body bottom 410a of the cup body 410 Form a watertight structure between. The sealing means 420 sandwiched between the members may be an elastic packing, an elastic hardener, an adhesive, or a viscoelastic body on a gel.

カップベース450にインサート成型された陽極電極の端子部455aはカップベース450外周部側面に露出している、もう一方の陰極電極485も陽極電極455と重ならない位置のカップベース内を通してカップベース外周部側面に露出させる。現実的には電蝕、トラッキング等の不具合を避けるため概ね180度オフセットした対極に設置することが望ましい。また、水素水などの生成に10〜30分の稼動が必要なため、衛生上微細な異物の落下の観点で上部に蓋があることも望ましい。溶存水素の散逸防止の面からはカップ内浄水の表面を覆う落し蓋のように前面を覆う部材があることも望ましい。 Terminal portion of the insert molded anode cup base 450 455a cup base 450 the outer peripheral portion is exposed to the side surface, the cup base outer peripheral portion through the other cathode electrode 485 is also cup base in the position that does not overlap with the anode electrode 455 Expose to the side. Actually, in order to avoid problems such as electric corrosion and tracking, it is desirable to install the counter electrode at an offset of about 180 degrees. Also, because the required operation of the 10 to 30 minutes to produce, such as hydrogen water, it is also desirable that in terms of fall of hygiene minute foreign matter has a lid at the top. From the standpoint of preventing the dissolved hydrogen from escaping, it is also desirable to have a member that covers the front surface like a drop lid that covers the surface of the purified water in the cup.

次のカップユニットの据え置き部320aについて説明する。
図8は図2のB−B断面図である。
Next, the stationary part 320a of the cup unit will be described.
8 is a cross - sectional view taken along the line BB in FIG.

図8において、カップユニット400に浄水124入れベースユニット320のカップユニット据置き部320aにセットしようとすると、ベースユニット320側から弾性的押圧性のある接触子256a、256bをカップユニット400のカップベース450から露出している電極455a、480a動しつつ256a、256bを押し広げ最適な接点接地状態を維持しカップユニット据置き部320aにカップユニット400底面が接地する。 8, an attempt to set the cup unit stationary portion 320a of the base unit 320 placed purified water 124 into the cup unit 400, the contact 256a in the base unit 320 side of the elastic pressing sliding resistance, 256b of the cup unit 400 electrode 455a exposed from the cup base 450, 480a is sliding while being 256a, cup unit 400 bottom surface to maintain optimal contact grounded push the 256b cup unit stationary portion 320a is grounded.

このとき、カップ本体底部410aの電解セル440としてカップベース450にインサート成型された陽極電極455、液不透過性隔膜430は、ベースユニット320のカップユニット据置き部320a内の隔壁320cの内側で電解水(浄水)126に浸漬する。カップユニット400内部の浄水124はインサート成型された陰極電極485側に浸漬される。 At this time, the cup anode 455 is insert-molded to the base 450, a liquid-impermeable membrane 430 as an electrolytic cell 440 of the cup body bottom 410a is electrolysis inside the partition wall 320c in the cup unit stationary portion 320a of the base unit 320 Immerse in water (purified water) 126 . The purified water 124 in the cup unit 400 is immersed in the insert-molded cathode electrode 485 side.

従って電気的通電によって電解水(浄水)126に浸漬する陽極電極455カップユニット400内の浄水124に浸漬する陰極電極485は液不透過性隔膜430を介して電気分解作用が発生しカップユニット400内の浄水は水素豊富水に、本体ベース側のカップユニット据置き部320aは酸素、又はオゾン豊富水が生成される。 Accordingly, the anode electrode 455 immersed in the electrolyzed water (purified water) 126 by electrical energization and the cathode electrode 485 immersed in the purified water 124 in the cup unit 400 are electrolyzed via the liquid-impermeable diaphragm 430 and the cup unit 400 is subjected to electrolysis. The purified water inside is hydrogen-rich water, and the cup unit stationary part 320a on the main body base side produces oxygen or ozone-rich water.

ここまで一例として水素水生成を目的とする観点で説明したが、接触子256の陽極256a、陰極256bを反転すればオゾン水という殺菌能力を有する浄水124を生成することもできる。アルカリイオン水、還元水等所望の用途に応じて電極材質、電気的制御方法を最適化すればよい。 Has been described in terms of the purpose of hydrogen water produced as an example so far, as possible out also generate purified water 124 having anode 256a of the contact 256, the sterilizing ability ozone water when inverting the cathode 256b. What is necessary is just to optimize an electrode material and an electrical control method according to desired uses, such as alkaline ionized water and reduced water.

図9は電源制御方法を示すブロック図の一例を示す。
図示しないACアダプタにより商用電源をDC電源に変換し接続用コネクタを介して本体にある電源ユニット507へ供給する。電源ユニット507では、回路全体を動かすVcc(図示せず)、電解セル440を駆動するための正電源+Vaaと負電源−Vaaを生成する。波形生成ユニット503は電解セル440を駆動するための駆動信号を生成する。波形の形としては三角波を生成したり、鋸歯状波を生成したり、矩形波を生成したりする。
FIG. 9 shows an example of a block diagram showing a power supply control method.
A commercial power source is converted to a DC power source by an AC adapter (not shown) and supplied to a power source unit 507 in the main body via a connector for connection. The power supply unit 507 generates Vcc (not shown) that moves the entire circuit, and a positive power supply + Vaa and a negative power supply −Vaa for driving the electrolysis cell 440 . The waveform generation unit 503 generates a drive signal for driving the electrolysis cell 440 . As the shape of the waveform, a triangular wave is generated, a sawtooth wave is generated, or a rectangular wave is generated.

波形生成ユニット503では、発振回路の信号を積分回路で積分することで三角波を生成したり、発振回路の信号のHレベルとLレベルで出力信号波形の傾きを変えることで鋸歯状波を生成したり、三角波を閾値で切って矩形波を生成したりする。閾値の値を変えることで、矩形波のデューティを変えることができ(PWM制御)、閾値の変更や生成する波形の種類はCPU505で選択する。発振周波数の異なる発振回路を複数持ち、あるいは、CPU505が選択できるようにしてもよい。 The waveform generation unit 503 generates a triangular wave by integrating the signal of the oscillation circuit with an integration circuit, or generates a sawtooth wave by changing the slope of the output signal waveform between the H level and the L level of the oscillation circuit signal. Or a triangular wave is generated by cutting a triangular wave at a threshold value. By changing the threshold value, the duty of the rectangular wave can be changed (PWM control), and the CPU 505 selects the threshold value change and the type of waveform to be generated. There may be a plurality of oscillation circuits having different oscillation frequencies, or the CPU 505 may be able to select them.

PWM制御の具体的手段としては、CPU505でカウンタ機能を用いて、出力ポートのHレベルとLレベルを制御し、これを駆動信号として、直接、駆動ユニット504の信号源としてもよい。
駆動ユニット504は波形生成ユニット503で生成された駆動信号に基づいて増幅し、電解セル440に印加する電圧および電流を発生させ、電解セル440を駆動する。また、駆動ユニット504は電解セル440に流れる電流を一定にするために印加電圧を制御する機能を持つ。このため、電流値が下がると、電圧を上げて電流値を維持するように働く。電解セル440に印加する電圧は+Vaaおよび−Vaaより生成する。
As a specific means of PWM control, the CPU 505 may use a counter function to control the H level and L level of the output port, and use this as a drive signal and directly as a signal source of the drive unit 504 .
The drive unit 504 is amplified based on the drive signal generated by the waveform generating unit 503 generates a voltage and current applied to the electrolytic cell 440, to drive the electrolytic cell 440. Further, the drive unit 504 has a function of controlling the applied voltage in order to make the current flowing through the electrolytic cell 440 constant. For this reason, when the current value decreases, the voltage is increased to maintain the current value. The voltage applied to the electrolysis cell 440 is generated from + Vaa and -Vaa.

CPU505は電解セル440に印加する電圧や電流を検出するセンサ処理ユニット506や、操作パネル600(図1に示す)等に基づき波形生成ユニット503を制御する。また、操作パネル600(図1に示す)による操作で、波形生成ユニット503の停止、駆動ユニット504に対し印加電圧のON/OFFを司る。さらに、駆動信号の極性を反転する制御も司る。さらに印加電圧情報および電流情報をセンサ処理ユニット506に対して出力する機能も持つ。なお、センサ処理ユニット506は、他にシステムの状態を把握するためのセンサ、たとえば容器をセットしたかどうかを検出するセットセンサを搭載してもよい。
報知ユニット508は水素水生成モードの終了を報知したり、電解セル440の異常電圧等を報知する。報知する手段としては、LEDなどの発光装置、スピーカーによる音、音声、振動等を単独、または、組み合わせて構成する。
The CPU 505 controls the waveform generation unit 503 based on the sensor processing unit 506 that detects the voltage and current applied to the electrolytic cell 440 , the operation panel 600 (shown in FIG. 1 ), and the like. Further, the operation of the operation panel 600 (shown in FIG. 1 ) controls the stop of the waveform generation unit 503 and ON / OFF of the applied voltage to the drive unit 504 . Further, it controls the polarity of the drive signal. Further, it has a function of outputting applied voltage information and current information to the sensor processing unit 506 . In addition, the sensor processing unit 506 may be mounted with a sensor for grasping the state of the system, for example, a set sensor for detecting whether or not a container is set.
The notification unit 508 notifies the end of the hydrogen water generation mode and notifies the abnormal voltage of the electrolytic cell 440 and the like. As a means for informing, a light emitting device such as an LED, a sound, sound, vibration or the like by a speaker is used alone or in combination.

図9の電源ユニット507の動作を図14のフローチャートに基づいて説明する。CPU505は予め記録されたプログラムによりS1からスタートし、S2で再開トリガからの信号待ち状態となる。再開トリガからの信号が入力されるとプログラムはS3に進み、駆動電圧を印加する。この時S4でセンサ処理ユニット506を介してCPU505にもたらされる駆動電流情報を用いてカップの有無を判断する。次にカップがセットされていると判断すると、S6でタイマーをスタートさせる。その後、S7で設定時間が満了するかあるいはS8でカップが外された場合、S5で駆動電圧を停止してS1に戻る。タイマー作動中で、かつカップが外されていなければ、そのまま水素水生成モードを続行する。
本実施例の通常の動作では、S7のタイマー監視とS8のカップ監視をループで行っているので、タイマー作動中でも、カップを外すとS5で駆動電圧を停止するようにしてS1へ戻って再開トリガ待ちになるため、再びカップを戻しても、駆動電圧の印加はしない。このため、カップを戻す際スパークが発生せずグロー現象が発生することもない。同様にタイマーが終了した場合も同様にS1へ戻って再開トリガ待ちになる。
It is described with reference to the flowchart of FIG. 14 the operation of the electric Minamotoyu knit 507 of FIG. The CPU 505 starts from S1 by a pre-recorded program, and waits for a signal from the restart trigger in S2 . When a signal from the restart trigger is input, the program proceeds to S3 and applies a drive voltage. At this time , the presence or absence of a cup is determined using the drive current information provided to the CPU 505 via the sensor processing unit 506 in S4 . Next, when it is determined that the cup is set, the timer is started in S6 . As after, when the cup is removed by or S8 set time expires at S7, the flow returns to S1 to stop the driving voltage in S5. If the timer is operating and the cup is not removed, the hydrogen water generation mode is continued.
In the normal operation of this embodiment, since the timer monitoring in S7 and the cup monitoring in S8 are performed in a loop, even when the timer is operating, if the cup is removed, the driving voltage is stopped in S5 and the process returns to S1 to restart the trigger. Since it waits, the drive voltage is not applied even if the cup is returned again. For this reason, when the cup is returned, no spark occurs and no glow phenomenon occurs. Similarly, when the timer expires, the process returns to S1 and waits for a restart trigger.

尚、従来は、タイマー動作終了後も水素濃度を維持する為の間欠駆動を、カップが外されるまで行っていた。その為、間欠駆動の立ち上がりによるスパークから、グロー現象を生ずることがあった。従って所定の時間で濃度維持モード切タイマー手段設け、長時間の間欠駆動を防げば、グロー現象の発生をさらに抑制することができる。
前記スパーク発生原因で述べた水素生成モードに入るために最初に電圧を印加した瞬間のスパーク対策としては、立ち上がり時の電圧上昇曲線を滑らかにするなどの対策をとっても良い。
Conventionally, intermittent drive for maintaining the hydrogen concentration after the timer operation is completed until the cup is removed. Therefore, from a spark caused by the rise of the intermittent driving, there may result a glow phenomenon. Therefore, if the density maintenance mode cut-off timer means is provided at a predetermined time to prevent intermittent driving for a long time, the occurrence of the glow phenomenon can be further suppressed.
The first as a spark measures moment a voltage is applied in order to enter the predicate solid hydrogen water generation mode spark cause may take measures such as to smooth voltage rise curve during rising.

400 カップユニット
320 ベースユニット
410 カップ本体
440 電解セル
100 タンク
130 イオン交換樹脂収納容器
260 フロート室
300 フロート弁ユニット
455 陽極電極
485 陰極電極
430 液不透過性隔膜
480 陰極カバー
420 シール手段
450 カップベース
503 波形生成ユニット
504 駆動ユニット
505 CPU
506 センサ処理ユニット
507 電源ユニット
508 報知ユニット
600 人為的作動スイッチ
400 cup units
320 base unit
410 cup body
440 electrolytic cell
100 tanks
130 ion exchange resin storage container
260 float room
300 float valve unit
455 anode electrode
485 cathode electrode
430 liquid impervious diaphragm
480 cathode cover
420 sealing means
450 cup base
503 waveform generation unit
504 drive unit
505 CPU
506 sensor processing unit
507 power supply unit
508 notification unit
600 artificially activated switch

Claims (6)

陰極電極(485)と陽極電極(455)により液不透過性隔膜(430)が挟持された電解セル(440)が、取り外し可能なカップユニット(400)の底部に一体として付けられていることにより、浄水が、前記陽極電極(455)が浸漬して酸素溶存水を生成するタンク(100)側(126)と、前記陰極電極が浸漬して水素水を生成するカップユニット(400)側(124)との2つに分離されている機能水生成装置において、
前記電解セル(440)の電極に供給されている電源は、カップユニット(400)が取り外された状態でその印加される電圧が停止されていることを特徴とする機能水生成装置。
The electrolytic cell (440) in which the liquid-impermeable diaphragm (430) is sandwiched between the cathode electrode (485) and the anode electrode (455) is integrally attached to the bottom of the removable cup unit (400). The tank (100) side (126) in which the anode electrode (455) is immersed to generate oxygen-dissolved water and the cup unit (400) side (124) in which the cathode electrode is immersed to generate hydrogen water. In the functional water generator separated into two)
The functional water generator according to claim 1, wherein the voltage supplied to the electrode of the electrolytic cell (440) is stopped when the cup unit (400) is removed .
前記電解セル(440)に印加される電圧と電流とにより前記カップユニット(400)の取り外されたことを検出する印加電圧検出手段と電流検出手段を備えた請求項1記載の機能水生成装置。 The functional water generating apparatus according to claim 1, further comprising an applied voltage detecting unit and a current detecting unit for detecting that the cup unit (400) has been removed by a voltage and a current applied to the electrolysis cell (440) . 陰極電極(485)と陽極電極(455)により液不透過性隔膜(430)が挟持された電解セル(440)が、取り外し可能なカップユニット(400)の底部に一体として付けられていることにより、浄水が、前記陽極電極(455)が浸漬して酸素溶存水を生成するタンク(100)側(126)と、前記陰極電極(485)が浸漬して水素水を生成するカップユニット(400)側(124)との2つに分離されている機能水生成装置の電解セル(440)への印加電圧の制御方法において、The electrolytic cell (440) in which the liquid-impermeable diaphragm (430) is sandwiched between the cathode electrode (485) and the anode electrode (455) is integrally attached to the bottom of the removable cup unit (400). A cup unit (400) in which purified water is immersed in the anode electrode (455) to produce oxygen-dissolved water (126) and a tank unit (126) in which the cathode electrode (485) is immersed to produce hydrogen water. In the method of controlling the voltage applied to the electrolysis cell (440) of the functional water generator separated into two with the side (124),
前記カップユニット(400)が取り外されたときに前記印加電圧が停止される機能水生成装置の電解セルへの印加電圧の制御方法。  The control method of the applied voltage to the electrolysis cell of the functional water generating apparatus in which the applied voltage is stopped when the cup unit (400) is removed.
前記電解セル(440)に印加される電圧と電流とにより前記カップユニット(400)が取り外されていることを検出する請求項3記載の機能水生成装置の電解セルへの印加電圧の制御方法。The method for controlling the applied voltage to the electrolytic cell of the functional water generating device according to claim 3, wherein the removal of the cup unit (400) is detected by a voltage and a current applied to the electrolytic cell (440). 前記カップユニット(400)が取り外されて電源が一旦遮断されたのちに、カップユニット(400)が再度取り付けられたときに、別のトリガー手段により電解セル(440)への印加電圧が再開される請求項3または4記載の機能水生成装置の電解セルへの印加電圧の制御方法。After the cup unit (400) is removed and the power source is once cut off, the applied voltage to the electrolysis cell (440) is resumed by another trigger means when the cup unit (400) is attached again. The control method of the applied voltage to the electrolysis cell of the functional water generating apparatus of Claim 3 or 4. 前記印加電圧は、PWM制御によりその電位が変化している三角波、鋸歯状波または矩形波からなる請求項3、4または5記載の機能水生成装置の電解セル(440)への印加電圧の制御方法。The control of the applied voltage to the electrolysis cell (440) of the functional water generating device according to claim 3, wherein the applied voltage is a triangular wave, a sawtooth wave or a rectangular wave whose potential is changed by PWM control. Method.
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