JP3358236B2 - 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６は従来のアルカリイオ
ン整水器の概略構造図であり、図７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ーに制御指示する流
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分され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１０が陽極の場合は酸性イオン水）を排出する排水
管、１２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、１
４は電解槽７の滞留水や電極洗浄時のスケールを溶解し
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のカートリッジの有無を検出する
カートリッジセンサ、１７は電源投入用プラグ、１８は
電源投入用プラグ１７より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、２０はアルカリイオン整水器
３の操作状態を表示する操作表示部である。

【０００４】図７において、２１は電源部１８の内部に
配置されたトランス、２２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、２３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、２４は電解用直流
電源２３の前段に配置して電解槽電極に流れる電流を検
知するカレントトランスデューサ、２５はカレントトラ
ンスデューサ２４の信号を直流レベルに変換してコント
ローラ１９に入力する平滑化回路、２６は出力制御回
路、２７は電解槽−電磁弁切り替えリレー、２８は電極
板９，１０の極性を切り替える極性切り替えリレー、２
９は電磁弁ソレノイド、３０はカートリッジの積算流量
データ等を停電時にも記憶しておくＥＥＰＲＯＭであ
る。

【０００５】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、以下その動作を説明する。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２１を介して制御用直流
電源２２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２３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２３からの直流電圧電流は、出力制
御回路２６，電解槽−電磁弁切り替えリレー２７及び極
性切り替えリレー２８を介して電解槽７の電極板９と電
極板１０に給電される。コントローラ１９は、流量セン
サ６の信号を読み取り、一定レベルを越えると通水中と
判断して、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。

【０００６】コントローラ１９が電圧を印加すると、陽
極室には酸性イオン水が、陰極室にはアルカリイオン水
が生成される。

【０００７】今、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２８を作動させて電圧
を印加すると、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、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にプラス電圧を印加し、浄水時は
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
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極性を逆にして電解によって付着し
た電極表面のスケール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２７を作動させて電磁弁１４
に給電し開弁させて放水管１５より放水される。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】以上のように使用されるアルカリイオン整
水器について、以下その制御プログラムを説明する。図
８は制御プログラムの動作フローチャートである。アル
カリイオン整水器３に電源が投入されると、コントロー
ラ１９は内部状態の初期化を行いＥＥＰＲＯＭ３０に記
憶されたデータを読みだした後、図８に示すように、操
作表示部２０のスイッチ等のスキャン処理を行い、カー
トリッジが交換された場合には、積算流量カウントをク
リアするとともに瞬間最大流速の検知等を行う（Ｓ
１）。次にスイッチ類の状態により、アルカリイオン
水、酸性イオン水、浄水等の動作モードの設定処理を行
う（Ｓ２）。動作モードの設定処理が終わるとカートリ
ッジの寿命検知を行う（Ｓ３）。次に流量センサ６の信
号により通水／止水検知して、通水又は止水モードの設
定を行う（Ｓ４）。次に、Ｓ４で設定されたモードが止
水モードであるか調べる（Ｓ５）。Ｎｏである場合はＳ
１０にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、電解中である
か調べる（Ｓ６）。Ｎｏである場合はＳ１３にｊｕｍｐ
し、Ｙｅｓの場合は、電解終了処理を行う（Ｓ７）、次
に、洗浄ありかを調べる（Ｓ８）。Ｎｏである場合はＳ
１５にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は洗浄処理を行っ
た後、Ｓ１にｊｕｍｐする（Ｓ９）。次に、電解槽７が
洗浄中であるか調べる（Ｓ１０）。Ｎｏである場合はＳ
１２にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は洗浄中止処理を
行う（Ｓ１１）。次に、電解処理を行った後、Ｓ１へｊ
ｕｍｐする（Ｓ１２）。次に電解中でない場合、洗浄が
終了しているか調べる（Ｓ１３）。Ｎｏである場合はＳ
１にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は排水処理をした
後、Ｓ１にｊｕｍｐする（Ｓ１４）。次に電解終了した
後、洗浄が無い場合は、動作モードがアルカリであるか
調べる（Ｓ１５）。Ｎｏである場合は排水処理をし、Ｙ
ｅｓである場合はＳ１にｊｕｍｐする（Ｓ１５）。

【００１１】次に、図９におけるキースキャンの詳細に
ついて説明する。図９は従来のアルカリイオン整水器の
キースキャン処理のフローチャートである。まず、動作
モードや電解の強さ等を切り替えるスイッチのキースキ
ャンを行う（Ｓ１６）。次に、Ｓ１６の状態により、各
種の表示制御を行う（Ｓ１７）。次に、カートリッジセ
ンサ１６によりカートリッジの有無及び交換されたのか
を判断する（Ｓ１８）。次に、Ｓ１８でカートリッジが
交換されたと判断した場合は、積算流量をカウントする
カウンタをクリア及びカートリッジ寿命検知フラグをＯ
ＦＦにし、流量センサ６の出力パルスの周期をカウント
して瞬間最大流速の検知を行い（Ｓ１９）、キースキャ
ン処理を終了する。

【００１２】次に、図１０において、瞬間最大流速の検
知処理の詳細について説明する。図１０は従来のアルカ
リイオン整水器の瞬間最大流速の検知処理フローチャー
トである。まず、流量センサ６の出力エッジを検出した
かを調べる（Ｓ２０）。Ｎｏである場合は、Ｓ２３にｊ
ｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、出力エッジの検出が１
回目であるかを調べる（Ｓ２１）。Ｎｏである場合は、
Ｓ２５にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、流量パルス
周期カウンタをクリアして終了する（Ｓ２２）。次に、
Ｓ２０で流量センサ６のエッジ検出がＮｏである場合
は、流量パルス周期をカウントした後、カウンタがオー
バフローしたかを調べる（Ｓ２４）。Ｙｅｓである場合
は、Ｓ２６にｊｕｍｐし、Ｎｏである場合は、処理を終
了する。次に、出力エッジの検出が２回目であるかを調
べる（Ｓ２５）。Ｎｏである場合は、Ｓ２２にｊｕｍｐ
し、Ｙｅｓである場合は、流速検知終了フラグをＯＮに
して終了する。

【００１３】次に、図１１において、カートリッジの寿
命検出処理の詳細について説明する。図１１は従来のア
ルカリイオン整水器のカートリッジの寿命検知処理フロ
ーチャートである。まず、カートリッジ寿命検知フラグ
が既にＯＮになっているかを調べる（Ｓ２７）。Ｙｅｓ
である場合は、処理を終了し、Ｎｏである場合は、流量
センサ６の出力エッジを検出したか調べる（Ｓ２８）。
Ｎｏである場合は、処理を終了し、Ｙｅｓである場合
は、積算流量のカウントを行う（Ｓ２９）。次に、予め
設定されたカートリッジ寿命予告表示のための積算流量
Ｑ１以上使用したか調べる（Ｓ３０）。Ｎｏである場
合、処理を終了し、Ｙｅｓである場合は、予め設定され
たカートリッジ寿命表示のための積算流量Ｑ２以上使用
したかどうか調べる（Ｓ３１）。Ｎｏである場合は、Ｓ
３３へｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、カートリッジ
寿命の表示をセットしカートリッジ寿命検知フラグをＯ
Ｎにして処理を終了する（Ｓ３２）。次に、カートリッ
ジ寿命予告表示をセットして処理を終了する（Ｓ３
３）。

【００１４】次に、図１２において、通水／止水検知処
理の詳細について説明する。図１２は従来のアルカリイ
オン整水器の通水／止水検知処理フローチャートであ
る。まず、流速検知終了フラグで瞬間最大流速の検知が
終了しているか調べる（Ｓ３４）。Ｎｏである場合は、
処理を終了し、Ｙｅｓである場合は、瞬間最大流速Ｖ_m
が通水検知の閾値Ｖ₂ より小さいか調べる（Ｓ３５）。
Ｎｏである場合は、Ｓ３９にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである
場合は、瞬間最大流速Ｖ_m が止水検知閾値Ｖ₁ より小さ
いか調べる（Ｓ３６）。Ｎｏである場合は、Ｓ４０へｊ
ｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、止水モードをセットす
る（Ｓ３７）。次に、流速検知終了フラグをＯＦＦにし
て処理を終了する（Ｓ３８）。次に通水モードをセット
してＳ３８にｊｕｍｐする（Ｓ３９）。次に止水モード
であるか調べる（Ｓ４０）。Ｎｏである場合は、Ｓ３９
にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、Ｓ３７へｊｕｍｐ
する。

【００１５】本従来例では電解用直流電源２３の出力電
圧は一定にしておき、数百Ｈｚの基本パルスのＯＮ／Ｏ
ＦＦ出力パルス幅を変更して平均電圧を制御するパルス
幅制御方式を採用している。電圧印加中の制御は、使用
者の選択設定した電解強度と瞬時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
ス幅を変更している。

【００１６】

【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、カートリッジ交換時期の表示等をカートリ
ッジ交換後の積算流量だけをカウントし、一律に判断し
ており使用する原水の水質等が異なることにより、カー
トリッジ単体としてはまだ使用できるにもかかわらず、
装置には使用できないとか、あるいは目詰まりして使用
できないのに寿命表示が出ない等の問題点があった。

【００１７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、使用する原水の水質が異なってもカートリッジの使
用状態に応じて最適な交換時期の表示ができるアルカリ
イオン整水器を提供することを目的とする。

【００１８】

【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、浄水器
の下流側に配置された電解槽と、浄水器と電解槽との間
に設置された流量センサと、流量センサを制御するコン
トローラと、コントローラにより浄水器の積算流量が所
定の積算流量を越えたとき浄水器の濾過材の交換指示を
行う濾過材交換指示手段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、濾過材の寿命予告が行われ
て流量不足フラグＯＮの状態が連続して複数回続いたと
きに、コントローラが流量センサによって瞬間最大流速
を検知して、浄水器の通水中の瞬間最大流速がさらに寿
命予告の閾値を満たさない場合に濾過材の交換指示を行
う濾過材寿命表示手段を備え、該交換指示をするまでの
間はコントローラが瞬間最大流速を検知後に流量不足フ
ラグをＯＮにして積算流量による交換指示の判断を行う
構成を有している。

【００１９】ここで、瞬間最大流速値は、流量センサの
出力パルスの周期をカウントする周期カウンタの値を用
いて変換しているが、そのまま周期カウンタの値を用い
てもよい。この場合、流速が速いと、周期カウンタの値
は小さくなるので比較分岐コントロールが反対になる。

【００２０】

【作用】この構成によって、通水開始から止水までの間
に所定の瞬間最大流速に達しなくなったらカートリッジ
寿命の表示を行うので、使用する原水の水質に違いがあ
っても積算流量で一律に交換する必要がなくなり、カー
トリッジの使用状態に応じた無駄の無いカートリッジの
使用ができる。

【００２１】

【実施例】以下本発明の一実施例について、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
路図であり、図３は本発明の一実施例におけるアルカリ
イオン整水器の制御プログラムの処理フローチャートで
ある。図１，図２において、従来例に示した図６，図７
と異なるのは、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１９ａとカートリッジの積算流
量データや通水中の瞬間最大流速等を記憶するＥＥＰＲ
ＯＭ３０ａである。また、図３において、Ｓ４３の通水
／止水検知処理及びＳ４４のカートリッジ寿命検知処理
を除いては従来例に示した図８のものと同様である。

【００２２】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のカートリッジの交換時
期の表示に関する制御について、以下その動作を説明す
る。図４は本発明の一実施例におけるアルカリイオン整
水器の通水／止水検知処理のフローチャートであり、図
５は本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水器の
カートリッジ寿命検知処理のフローチャートである。

【００２３】初めに、Ｓ４３の通水／止水検知処理動作
フローについて、図４を用いて説明する。まず、流速検
知終了フラグにより瞬間最大流速の検知が終了している
か調べる（Ｓ５６）。Ｎｏである場合は、処理を終了
し、Ｙｅｓである場合は、瞬間最大流速Ｖ_m が通水検知
閾値Ｖ₂ より小さいか調べる（Ｓ５７）。Ｎｏである場
合は、Ｓ６２にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、瞬間
最大流速Ｖ_m が止水検知閾値Ｖ₁ より小さいか調べる
（Ｓ５８）。Ｎｏである場合は、Ｓ６６へｊｕｍｐし、
Ｙｅｓである場合は、止水フラグにより止水状態にある
か調べる（Ｓ５９）。Ｎｏである場合は、Ｓ６７へｊｕ
ｍｐし、Ｙｅｓである場合は、止水モードに設定する。
次に、流速検知終了フラグをＯＦＦにして処理を終了す
る。次に、Ｓ５７で瞬間最大流速Ｖ_m が通水検知閾値Ｖ
₂ より小さい場合は通水モードになったことを判定する
ための通水検知フラグをＯＮにする（Ｓ６２）。次に、
瞬間最大流速Ｖ_m の値がカートリッジ寿命予告の流速閾
値Ｖ₃ の値より小さいか調べる（Ｓ６３）。Ｎｏである
場合は、カートリッジ寿命予告を判断するための流量が
不足している旨の流量不足フラグをＯＦＦにしてＳ６４
にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、通水モードを設定
し、Ｓ６１へｊｕｍｐする（Ｓ６４）。次に、Ｓ５８で
瞬間最大流速Ｖ_m が止水検知閾値Ｖ₁ より小さくない場
合は現在止水モードであるかを調べる（Ｓ６６）。Ｎｏ
である場合は、Ｓ６４にｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合
は、Ｓ６０にｊｕｍｐする。次に、Ｓ５９で止水フラグ
がＯＦＦであれば、止水フラグをＯＮにする（Ｓ６
７）。次に、通水が終了したかどうかを判断するための
通水終了フラグをＯＮにし（Ｓ６８）、Ｓ６０にｊｕｍ
ｐする。

【００２４】次に、Ｓ４４のカートリッジ寿命検知処理
動作フローについて、図５を用いて説明する。まず、既
にカートリッジ寿命検知フラグが既にＯＮになっている
か調べる（Ｓ６９）。Ｙｅｓである場合は、処理を終了
し、Ｎｏである場合は、カートリッジ交換予告閾値での
カートリッジ寿命を判断するために通水が終了したかど
うかを調べる（Ｓ７０）。Ｎｏである場合は、Ｓ７９に
ｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、通水終了フラグをＯ
ＦＦにする（Ｓ７１）。次に、流量不足フラグを調べる
（Ｓ７２）。Ｎｏである場合は、Ｓ８５へｊｕｍｐし、
Ｙｅｓである場合は、連続してｎ回以上通水により流量
不足フラグＯＮの状態が続いたか調べる（Ｓ７３）。Ｎ
ｏである場合は、Ｓ７７へｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場
合は、既にカートリッジ寿命予告されているかを調べる
（Ｓ７４）。Ｎｏである場合は、Ｓ８６へｊｕｍｐし、
Ｙｅｓである場合は、通水モードになったかを通水検知
フラグで調べる（Ｓ７５）。Ｎｏである場合は、Ｓ７７
へｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、カートリッジ寿命
表示をセットする（Ｓ７６）。次に、次回の通水のため
に通水検知フラグをＯＦＦする（Ｓ７７）。次に、流量
不足フラグをＯＮにして初期化を行う（Ｓ７８）。次
に、流量センサ６の出力エッジを検出したか調べる（Ｓ
７９）。Ｎｏである場合は、処理を終了し、Ｙｅｓであ
る場合は、積算流量のカウントを行う（Ｓ８０）。次
に、予め設定されたカートリッジ寿命予告表示のための
積算流量Ｑ１以上使用したか調べる（Ｓ８１）。Ｎｏで
ある場合は、処理を終了し、Ｙｅｓである場合は、予め
設定されたカートリッジ寿命表示のための積算流量Ｑ２
以上使用したか調べる（Ｓ８２）。Ｎｏである場合は、
Ｓ８４へｊｕｍｐし、Ｙｅｓである場合は、カートリッ
ジ寿命の表示をセットし処理を終了する（Ｓ８３）。次
に、Ｓ８２でＮｏである場合は、カートリッジ寿命予告
表示をセットし、カートリッジ寿命検知フラグをＯＮに
して処理を終了する（Ｓ８４）。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、使用する原水の
水質等が異なっても、カートリッジの使用状態に応じた
最適なカートリッジの交換時期の表示がされるので、無
駄の無いカートリッジの使用ができ、安定した浄水の供
給ができる。また目詰まりしたまま使用することが無く
なるので衛生的で安全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】本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水
器の制御プログラムの処理フローチャート

【図４】本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水
器の通水／止水検知処理のフローチャート

【図５】本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水
器のカートリッジ寿命検知処理のフローチャート

【図６】従来のアルカリイオン整水器の概略構造図

【図７】従来のアルカリイオン整水器の要部電気回路図

【図８】従来のアルカリイオン整水器の制御プログラム
の動作フローチャート

【図９】従来のアルカリイオン整水器のキースキャン処
理のフローチャート

【図１０】従来のアルカリイオン整水器の瞬間最大流速
の検知処理フローチャート

【図１１】従来のアルカリイオン整水器のカートリッジ
の寿命検出処理フローチャート

【図１２】従来のアルカリイオン整水器の通水／止水検
知処理フローチャート

【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 カートリッジセンサ １７ 電源投入用プラグ １８ 電源部 １９，１９ａ コントローラ ２０ 操作表示部 ２１ トランス ２２ 制御用直流電源 ２３ 電解用直流電源 ２４ カレントトランスデューサ ２５ 平滑化回路 ２６ 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 電磁弁ソレノイド ３０，３０ａ ＥＥＰＲＯＭ

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
   た電解槽と、前記浄水器と前記電解槽との間に設置され
   た流量センサと、前記流量センサを制御するコントロー
   ラと、前記コントローラにより前記浄水器の積算流量が
   所定の積算流量を越えたとき前記浄水器の濾過材の交換
   指示を行う濾過材交換指示手段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、前記濾過材の寿命予
   告が行われて流量不足フラグＯＮの状態が連続して複数
   回続いたときに、前記コントローラが前記流量センサに
   よって瞬間最大流速を検知して、前記浄水器の通水中の
   瞬間最大流速がさらに寿命予告の閾値を満たさない場合
   に前記濾過材の交換指示を行う濾過材寿命表示手段を備
   え、該交換指示をするまでの間は前記コントローラが瞬
   間最大流速を検知後に流量不足フラグをＯＮにして積算
   流量による交換指示の判断を行うことを特徴とするアル
   カリイオン整水器。