JP3334254B2 - アルカリイオン整水器 - Google Patents

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，井戸水等の原水
を電気分解して、飲用，医療用として利用するアルカリ
イオン水及び化粧水，殺菌洗浄水等として利用する酸性
イオン水を製造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、連続電解方式のアルカリイオン整
水器が普及しつつある。このアルカリイオン整水器は、
電解槽内で水道水等を電気分解し陽極側に酸性イオン水
を生成し、陰極側にアルカリイオン水を生成するもので
ある。

【０００３】以下に従来の連続電解方式のアルカリイオ
ン整水器について説明する。図３は従来のアルカリイオ
ン整水器の概略構造図であり、図４は従来のアルカリイ
オン整水器の要部電気回路図である。１は水道水等の原
水管、２は水栓、３は水栓２を介して原水管１と接続さ
れたアルカリイオン整水器、４は内部に原水中の残留塩
素を吸着する活性炭及び一般細菌や不純物を取り除く中
空糸膜等を備えた浄水器、５はグリセロリン酸カルシウ
ムや乳酸カルシウム等のカルシウムイオンや他のミネラ
ルを原水中に付与し導電率を高めるミネラル供給部、６
は通水を確認し後述のコントローラに制御指示する流量
センサ、７は流量センサ６を経由してきた水を電気分解
する電解槽、８は電解槽７を２分し電極室を形成する隔
膜、９，１０は隔膜８で２分して形成された各電極室に
配設された電極板、１１は電極板１０側の水（電極板１
０が陽極の場合は酸性イオン水）を排出する排水管、１
２は電解槽７と排水管１１の結合部付近に配置されアル
カリイオン水を効率よく生成するための吐水流量調整用
の流量調整部、１３は電極板９側の水（電極板９が陰極
の場合はアルカリイオン水）を吐水する吐出管、１４は
電解槽７内の滞留水や電極板洗浄時のスケールが溶解し
た洗浄水を排水するための電磁弁、１５は排水管１１を
介して電極板１０側の水（電極板１０が陽極の場合は酸
性イオン水）や電解槽７の滞留水や洗浄水を排水する放
水管、１６は浄水器４中のカートリッジの有無のチェッ
クや流量積算のリセットを行う浄水器センサ、１７は電
源投入用プラグ、１８は電源投入用プラグ１７からの交
流電源を直流電源に変える電源部、１９はアルカリイオ
ン整水器３の動作をコントロールするコントローラ、２
０はアルカリイオン整水器３の操作状態を表示し動作条
件等を設定するための操作表示部、２１は電極板９に付
着したカルシウム等のスケールの付着物である。図４に
おいて、２２は電源部１８の内部に配置されたトラン
ス、２３は制御等に必要な直流電圧電流を発生する制御
用直流電源、２４は電解に必要な直流電圧電流を発生す
る電解用直流電源、２５は電解用直流電源２４へ流入す
る交流電流を監視するカレントトランスデューサ、２６
はカレントトランスデューサ２５からの信号を直流レベ
ルに変換する平滑化回路、２７は電解槽７に印加される
電圧を制御する出力制御回路、２８は電解槽−電磁弁切
り替えリレー、２９は電極板９，１０の極性を切り替え
る極性切り替えリレー、３０は電磁弁１４を駆動する電
磁弁ソレノイドである。ここで、電解用直流電源２４か
らの直流電圧電流は、出力制御回路２７，電解槽−電磁
弁切り替えリレー２８，極性切り替えリレー２９を介し
て電解槽７の電極板９，１０に給電される。また、利用
者は操作表示部２０のスイッチ操作でアルカリイオン
水，酸性イオン水，浄水の選択ができ、選択後の状態は
操作表示部２０の表示板のランプ等で表示される。ま
た、アルカリイオン整水器３は、電源電圧を一定にして
おき、数百Ｈｚの基本パルスの出力パルス幅を変更し
て、平均電圧をコントロールするパルス幅制御方式を採
用している。更に、電圧印加中の制御は、利用者が操作
表示部２０で選択設定した電解強度と流量センサ６で検
出される水流量とから平均印加電圧を自動的に設定し、
コントローラ１９が電圧出力パルス幅を変更して行って
いる。

【０００４】以上のように構成された従来のアルカリイ
オン整水器について、以下そのアルカリイオン水を生成
する際の動作を説明する。

【０００５】利用者は操作表示部２０のスイッチ（図示
せず）を操作して、アルカリイオン水生成モードに設定
し水栓２を開く。水栓２から通水された原水は、浄水器
４で原水中の残留塩素の臭いや一般細菌等の不純物が取
り除かれ、ミネラル供給部５でグリセロリン酸カルシウ
ム等が溶解され電解容易な水に処理された後、流量セン
サ６を経て電解槽７に通水される。一方電源投入用プラ
グ１７よりＡＣ１００Ｖが給電され、電源部１８内部の
トランス２２を介して制御用直流電源２３で制御等に必
要な直流電圧電流を発生し、電解用直流電源２４で電解
に必要な直流電圧電流を発生する。電解用直流電源２４
からの直流電圧電流は、出力制御回路２７，電解槽−電
磁弁切り替えリレー２８，極性切り替えリレー２９を介
して電解槽７の電極板９，１０に給電される。相対的に
プラス電圧を印加する電極板を陽極、マイナス電極板を
印加する電極板を陰極とすると、これにより、電解槽７
内に隔膜８で仕切られた陽極室と陰極室とを形成する。

【０００６】コントローラ１９は、流量センサ６の信号
を読み取り、流量レベルが一定レベルを越えると通水中
と判断して、電解槽による電解を行うために、電解槽−
電磁弁切り替えリレー２８を電解槽側へ切り替え、極性
切り替えリレー２９を電極板９側が陰極となるように切
り替える等して、操作表示部２０で選択されたモードに
従って動作指令出力を実施し、電解槽７の電極板９と電
極板１０に電圧を印加して電解を行う。これにより、陰
極室にはアルカリイオン水が、陽極室には酸性イオン水
が生成される。

【０００７】ここでは、通水しながら電極板９がマイナ
ス電圧になるように極性切り替えリレー２９を作動させ
て電圧を印加しているので、吐出管１３よりアルカリイ
オン水が連続的に得られる。

【０００８】アルカリイオン整水器３は、操作表示部２
０の設定を変更することで、電解槽−電磁弁切り替えリ
レー２８及び極性切り替えリレー２９の切り替え制御を
行いアルカリイオン水，酸性イオン水，浄水の切り替え
が可能である。すなわち、酸性イオン水時は電極板９に
マイナス電圧を印加し、浄水時は電極板９，１０に電圧
を印加しないで通水を行えばよい。

【０００９】また、電極板９，１０の再生のための電極
板洗浄は、使用後の止水状態において、酸性イオン水生
成時と同じように、電圧の極性を逆にして印加し、電解
によって付着した電極板表面のスケール等の付着物２１
を電解水中に溶出させた後、電解槽−電磁弁切り替えリ
レー２８を作動させて電磁弁１４に給電しこれを開弁さ
せて電解槽７中のスケールを含有する洗浄水を放水管１
５より放水する。放水は酸性イオン水の飲用を防止する
ため、酸性イオン水生成の後も実施される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、コントローラが選択されたモードに従って
動作指令出力を実施した後に、電極板部の極性を直接的
に検出する手段を有していないため、極性切り替え回路
が故障したり、制御用直流電源においてノイズが発生す
る等して、極性切り替えリレーが誤動作した場合には、
操作表示部で設定，表示している生成水の種類と、実際
の吐出水が異なったものとなり信頼性に欠けるという問
題点を有していた。特に、アルカリイオン水設定時に酸
性イオン水を生成してしまった場合には、利用者は吐出
水の判別が困難なため、健康を害する面のある酸性イオ
ン水を誤って飲んでしまう可能性があり安全性に欠ける
という問題点を有していた。一方、これを防止するため
に、検出装置を別途配設するようにすると、構成が複雑
になるとともに、アルカリイオン整水器のコストが上昇
し生産性に欠けるという問題点を有していた。

【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、極性切り替え回路の故障や誤動作の発生を検知する
ことができ信頼性に優れるとともに利用者が誤って酸性
イオン水を飲むことがなく安全性に優れ、簡単な構成で
低原価で量産性に優れたアルカリイオン整水器を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のアルカリイオン整水器は、浄水器と、前記浄
水器の下流側に配置されたミネラル供給部と、前記ミネ
ラル供給部の下流側に配置された電解槽と、前記電解槽
を制御するコントローラとを備えた連続電解方式のアル
カリイオン整水器であって、前記電解槽へ印加されてい
る電圧の極性を直接検知して誤動作を検出する誤動作検
出手段を有する前記コントローラを備えた構成を有して
いる。

【００１３】ここで、誤動作検出手段としては電解槽へ
印加されている電圧の極性検知方法等が用いられる。電
圧の極性検知方法としては、電解槽の電極板と並列に接
続されて電解槽に所定の極性の電圧が印加された時のみ
発光するＬＥＤと前記ＬＥＤからの光を受光する光セン
サとを用いるものや所定の極性の電圧が印加されたとき
に動作する半導体素子等が挙げられる。

【００１４】

【作用】この構成によって、コントローラに電解槽へ印
加されている電圧の極性を直接検知し誤動作を検出する
誤動作検出手段を設けたことにより、電解槽の電極板に
印加されている電圧の極性を監視して、使用状況に合っ
た極性であることを自動的に判断できる。また、異常発
生時には、利用者に異常発生を知らせることができると
ともに、万一極性切り替え回路が誤動作したような場合
でも、電解槽への電圧印加を速やかに停止するので使用
者が誤って酸性イオン水を飲むような事故を防ぐことが
できる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例におけるアルカリイオ
ン整水器について、図面を参照しながら説明する。図１
は本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水器の概
略構造図であり、図２は本発明の一実施例におけるアル
カリイオン整水器の要部電気回路図である。１は原水
管、２は水栓、４は浄水器、５はミネラル供給部、６は
流量センサ、７は電解槽、８は隔膜、９，１０は電極
板、１１は排水管、１２は流量調整部、１３は吐出管、
１４は電磁弁、１５は放水管、１６は浄水器センサ、１
７は電源投入用プラグ、１８は電源部、２０は操作表示
部、２２はトランス、２３は制御用直流電源、２４は電
解用直流電源、２５はカレントトランスデューサ、２６
は平滑化回路、２７は出力制御回路、２８は電解槽−電
磁弁切り替えリレー、２９は極性切り替えリレー、３０
は電磁弁ソレノイドであり、これらは従来例と同様なも
のなので同一の符号を付し説明を省略する。３１は電解
槽７の電極板９，１０へ印加されている電圧の極性を直
接検知して誤動作を検出する誤動作検出手段を有するコ
ントローラである。図２において、３２は電極板９，１
０へ印加されている電圧の極性を直接検知する極性セン
サ、３３は電極板９，１０と並列に接続されて電極板９
にプラスの電圧が印加されるような極性の時に発光する
ＬＥＤ、３４はＬＥＤ３３が発光した時に信号を発信す
る光センサである。

【００１６】以上のように構成された本発明の一実施例
におけるアルカリイオン整水器について、以下その誤動
作検出手段の動作を説明する。極性切り替えリレー２９
が図２に示すような状態の場合、電極板９にはマイナス
電圧が印加され、電極板１０にはプラス電圧が印加され
る。この時、ＬＥＤ３３には順方向電圧が印加されて発
光する。ここで、電極板９，１０，ＬＥＤ３３に印加さ
れる電圧は前述のように数百Ｈｚのパルス電圧であるた
め、ＬＥＤ３３は印加された電圧に同期して点滅する。
次いで、光センサ３４がＬＥＤ３３の点滅に応じたパル
ス信号をコントローラ３１へ入力する。一方、極性切り
替えリレー２９が切り替わって、電極板９にプラス電
圧、電極板１０にマイナス電圧が印加された場合は、Ｌ
ＥＤ３３には逆方向電圧が印加されて発光しない。その
ため、光センサ３４は信号を出力しない。よって、光セ
ンサ３４からパルス信号が出力されるか否かによって、
電極板９，１０に印加されている電圧の極性を検知する
ことができる。

【００１７】この極性センサ３２を用いて、アルカリイ
オン整水器３の各動作設定時における極性切り替え動作
が正常か異常かを判断する方法を（表１）に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】コントローラ３１は、（表１）に示すよう
な条件の組み合わせによって、異常の発生を検出する。
ここで、例として、アルカリイオン水生成時には、（表
１）に示すように、電極板９にプラス電圧、電極板１０
にマイナス電圧を加えるように印加電圧の極性を切り替
えなければならない。この切り替え動作が正常に行われ
ると、極性センサ３２からセンサ信号が出力される。こ
の時、もし極性センサ３２からセンサ信号が出力されな
かった場合には、極性切り替えリレー２９が誤動作する
等の異常が発生したものと判別して、コントローラ３１
は、電解槽７への電圧印加を速やかに中止し、操作表示
部２０の全表示灯を点滅させる，アラーム音を連続出力
する等して、利用者に異常の発生を報知し、利用者に電
源投入用プラグ１７を抜く等の処置をとることを促す。

【００２０】尚、本実施例においては、電極板９，１０
に印加される電圧をパルス電圧としたが、連続直流電圧
等であっても、同様に処理することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明は、コントローラに
電解槽へ印加されている電圧の極性を直接検知して誤動
作検出手段を設けたことによって、電解槽の電極板に印
加されている電圧の極性を監視して、使用状況に合った
極性であることを自動的に判断でき信頼性に優れ、異常
発生時には、利用者に異常発生を知らせることができる
とともに、万一極性切り替え回路が誤動作したような場
合でも、電解槽への電圧印加を速やかに停止するので使
用者が誤って酸性イオン水を飲むような事故を防ぐこと
ができ安全性に優れ、簡単な構成で低原価の生産性に優
れたアルカリイオン整水器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水
器の概略構造図

【図２】本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水
器の要部電気回路図

【図３】従来のアルカリイオン整水器の概略構造図

【図４】従来のアルカリイオン整水器の要部電気回路図

【符号の説明】

１ 原水管 ２ 水栓 ３ アルカリイオン整水器 ４ 浄水器 ５ ミネラル供給部 ６ 流量センサ ７ 電解槽 ８ 隔膜 ９，１０ 電極板 １１ 排水管 １２ 流量調整部 １３ 吐出管 １４ 電磁弁 １５ 放水管 １６ 浄水器センサ １７ 電源投入用プラグ １８ 電源部 １９ コントローラ ２０ 操作表示部 ２１ 付着物 ２２ トランス ２３ 制御用直流電源 ２４ 電解用直流電源 ２５ カレントトランスデューサ ２６ 平滑化回路 ２７ 出力制御回路 ２８ 電解槽−電磁弁切り替えリレー ２９ 極性切り替えリレー ３０ 電磁弁ソレノイド ３１ コントローラ ３２ 極性センサ ３３ ＬＥＤ ３４ 光センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浄水器と、前記浄水器の下流側に配置され
   たミネラル供給部と、前記ミネラル供給部の下流側に配
   置された電解槽と、前記電解槽を制御するコントローラ
   とを備えた連続電解方式のアルカリイオン整水器であっ
   て、前記電解槽へ印加されている電圧の極性を直接検知
   して誤動作を検出する誤動作検出手段を有する前記コン
   トローラを備えたことを特徴とするアルカリイオン整水
   器。