JP3393587B2 - 電解水生成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原水供給源から供
給される原水に塩水タンクに貯えた所定濃度の塩水を供
給する塩水供給ポンプと、前記原水と塩水の混合水を被
処理水として供給されて電解水を生成する電解槽を備え
た電解水生成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の電解水生成装置は、例えば、特
開平７―１５５７６４号公報にみられるように、外部か
らの原水に所定濃度の塩水を塩水ポンプによって混入し
て被処理水とし、同被処理水を電解槽内で電気分解して
いる。又、所定の電解水を安定して生成するために、被
処理水の導電率（被処理水の塩濃度）が目標導電率にな
るよう、塩水ポンプの吐出量をフィードバック制御（増
減制御）している。

【０００３】一方、この種の塩水ポンプには、吐出量制
御が容易な電動式ポンプが適しており、例えば、ソレノ
イドによってダイヤフラムを往復動させるタイプのも
の、電動モータによってカムを回転させることによりピ
ストンを往復動させるタイプのもの等が用いられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電解水生成装置は、塩水ポンプを含む塩水の供給系
統に何らかの異常（例えば空気の混入）が発生して塩水
が十分供給されない場合にも、フィードバック制御によ
るポンプの駆動を継続する。即ち、電解水生成装置は、
異常による塩水不足が発生した場合、フィードバック制
御により塩水ポンプの吐出量を増加するように塩水ポン
プを駆動するが、実際に供給される塩水量を増加させ得
ない。このため、塩水ポンプを更に高回転で継続的に駆
動し、塩水ポンプの寿命を低下させてしまうという問題
点があった。

【０００５】原水は、その種類によって所定の導電率を
得るために必要な塩水量の平均値が小さい場合がある。
電解水生成装置は、フィードバック制御によって塩水量
を増減制御するので、その平均値より少ない塩水量を吐
出するように塩水ポンプへ駆動信号を発生する場合が生
ずる。ポンプの吐出量が小さくなると、特に、往復動タ
イプのポンプにあっては、一回の吐出から次回の吐出ま
での時間が長くなるため、被処理水の塩濃度が脈動し、
その結果、電解水生成装置が不均一な電解水を注出して
しまうという問題点もあった。

【０００６】

【発明の概要】本発明は、上記問題に対処するためにな
されたものであり、原水に塩水を混入する「外部からの
駆動信号に応じて吐出量が変更可能に構成されたポン
プ」への駆動信号の状態と被処理水の導電率をモニター
することによって、ポンプ系統の異常が発生しているか
否か、電解水が不均一となる状態であるか否かを判定
（検出）し、同判定時にはポンプを停止して電解水の生
成を停止することで、ポンプの寿命低下を招かず、不均
一な電解水を注出し続けることのない電解水生成装置を
提供することを目的としている。

【０００７】上記の目的を達成するため、本発明の第１
の特徴は、原水供給源から供給される原水に塩水タンク
に貯えた所定濃度の塩水を供給する吐出量が変更可能な
塩水供給ポンプと、前記原水と塩水の混合水を被処理水
として供給されて電解水を生成する電解槽を備えて、電
解前の前記被処理水の導電率を表す計測電流値に基づい
て前記ポンプの作動をフィードバック制御するようにし
た電解水生成装置において、前記計測電流値の変化を検
出することにより前記ポンプの駆動信号が正常運転では
あり得ない異常な状態にあることを判定する判定手段
と、該判定手段が前記ポンプの駆動信号が異常な状態に
あると判定したとき前記ポンプの駆動を停止して電解水
の生成を停止させる停止手段を設けたことにある。

【０００８】上記のように構成した電解水生成装置にお
いて、原水に塩水を混入するためのポンプへの駆動信号
は、被処理水の導電率が目標導電率となるように変更さ
れる。前記判定手段は、同駆動信号が「正常運転ではあ
り得ない所定の状態」であるか否かをモニターし、同判
定手段が「正常運転ではあり得ない所定の状態である」
と判定したときには、停止手段がポンプの駆動を停止し
て電解水の生成を停止する。従って、正常運転ではあり
得ない駆動状態でポンプが駆動され続けることがないた
め、ポンプ寿命の低下を招くことがなく、或は、不均一
な電解水を注出し続ける状況が回避される。

【０００９】本発明の第２の特徴は、状態判定手段にお
いて判定される「正常運転ではあり得ない所定の状態」
を「前記ポンプへの駆動信号が同ポンプに所定の吐出量
以上を吐出させるべき信号となっている状態」としたこ
とにある。

【００１０】この特徴を有する電解水生成装置は、ポン
プ系統のシール状態が良好でない等のためにポンプが空
気を吸入し被処理水中に空気を吐出（いわゆる「エアが
み」）したり、ポンプの吐出系統に詰りが生じたことに
よって十分な塩水が供給されない場合等を、同被処理水
の導電率が低下してポンプの吐出量を増加し続けた結果
である「ポンプへの駆動信号が同ポンプに所定の吐出量
以上を吐出させるべき信号となっている状態（高速運転
時）」が生じたか否かで判定し、同ポンプの駆動を停止
する。従って、この装置においては、ポンプをその寿命
に影響が出るほどの高速で運転することがなく、ポンプ
寿命の低下を回避した。

【００１１】一方、ポンプの駆動信号は、正常運転時に
あっても、フィードバック制御により一時的に所定の吐
出量以上の吐出をポンプに要求する値となることがあ
る。ポンプの寿命は、所定の高速運転が所定時間以上続
いた場合に低下しやすい。そこで、本発明の第３の特徴
は、前記判定手段において判定される「正常運転ではあ
り得ない所定の状態」を「前記ポンプへの駆動信号が同
ポンプに所定の吐出量以上を吐出させるべき信号となっ
ている状態が所定時間以上にわたり継続している状態」
とすることにより、瞬間的な高速運転発生時に不用意に
ポンプを停止（電解水の生成を停止）することなく、ポ
ンプ寿命の低下を回避した。

【００１２】本発明の第４の特徴は、前記判定手段にお
いて判定される「正常運転ではあり得ない所定の状態」
を「前記ポンプへの駆動信号が同ポンプに所定の吐出量
以下を吐出させるべき信号となっている状態」とした点
にある。この状態は、要求塩水量が非常に小さくなり、
ポンプが極低速で駆動され、ポンプの一回の吐出から次
の吐出までの時間が長くなって、生成される電解水が許
容範囲を越えて不均一となるほど塩濃度に脈動を生じる
状態である。そこで、第４の特徴を有する電解水生成装
置は、この状態が判定されたときにポンプの駆動を停止
し、不均一な電解水の注出を防止した。

【００１３】尚、上記したポンプの極低速運転が瞬間的
に生じた場合には、電解水の特性への影響も小さいこと
から、むしろ電解水の生成を継続した方が好ましいこと
もあるため、本発明の第５の特徴は、前記判定手段にお
いて判定される「正常運転ではあり得ない所定の状態」
を「前記ポンプへの駆動信号が同ポンプに所定の吐出量
以下を吐出させるべき信号となっている状態が所定時間
以上にわたり継続している状態」とすることとし、瞬間
的な極低速運転でのポンプ停止を回避しつつ、不均一な
電解水を注出し続けてしまうことを防止したことにあ
る。

【００１４】上述した本発明の第２及び第３の特徴を有
する電解水生成装置では、ポンプが空気を吸入・吐出し
てしまう場合を「ポンプへの駆動信号が同ポンプに所定
量以上の吐出量を吐出させるべき信号」となっているか
否かに基づいて判定しているが、所定量以上の吐出量を
吐出させるべき駆動信号は、フィードバック制御によっ
て吐出量増加方向へ変化された結果であり、従って、同
ポンプが空気を吸入し始めた時点から、ポンプが空気を
吸入していることが判定されるまでには、ある程度の時
間を要する。

【００１５】一方、ポンプが空気を吸入し被処理水に空
気を混入し始めると、導電率は急激に低下し、この低下
に伴ってポンプへの駆動信号は、その吐出量を増加させ
るべく急激に上昇する。そこで、本発明は第６の特徴と
して、前記判定手段において判定される「正常運転では
あり得ない所定の状態」を「前記ポンプへの駆動信号の
第３の所定時間内の変化量が所定変化量以上となってい
る状態」とし、また第７の特徴として、状態判定手段に
おいて判定される「正常運転ではあり得ない所定の状
態」を「前記ポンプへの駆動信号の所定時間内の変化量
が所定変化量以上となっている状態が所定時間以上にわ
たり継続している状態」とすることを採用し、いち早く
ポンプの空気吸入を検出して、ポンプの駆動を停止する
ことを可能とした。

【００１６】尚、「前記ポンプの駆動信号の所定時間内
の変化量が所定変化量以上となった状態」は、例えば、
正常時の原水量が瞬間的に変動したとき等に発生する可
能性があるので、第７の特徴は、この状態が「所定時間
以上にわたり継続している状態」を判定することとし、
ポンプの空気吸入状態の検出精度を向上した。

【００１７】本発明の第８の特徴は、被処理水の導電率
が目標導電率より小さい異常判定用導電率以下となった
ときにポンプの駆動を停止して電解水の生成を停止する
停止手段を具備したことにあり、第９の特徴は、被処理
水の導電率が目標導電率より小さい異常判定用導電率以
下である状態が所定時間以上継続したときに前記ポンプ
の駆動を停止して電解水の生成を停止する停止手段を具
備したことにある。

【００１８】これら第８、第９の特徴によれば、ポンプ
が空気を吸入した場合やその吐出系統に詰りが発生して
塩水の供給不足が発生した場合に直ちに減少する導電率
に基づいてポンプの駆動を停止しているので、導電率減
少の結果として増加される駆動信号が所定の吐出量以上
を吐出させるべき信号となっている状態の継続をモニタ
ーする場合よりも、より迅速に、上記塩水の供給不足状
態に対応できる。

【００１９】本発明の第１０の特徴は、被処理水の導電
率が所定の目標導電率となるように同被処理水の導電率
と所定の目標導電率との差に応じて前記駆動信号を更新
するフィードバック制御手段と、前記ポンプへの駆動信
号の所定時間内の変化量が所定変化量以上であり、且
つ、前記被処理水の導電率が前記目標導電率より小さい
異常判定用導電率以下となっている期間が所定時間以上
となったときに前記ポンプの駆動を停止して電解水の生
成を停止する停止手段とを具備した点にあり、駆動信号
の時間変化率と導電率の大きさの両者を異常判定に用い
ることで、異常状態の判定精度、及び、信頼性を向上し
た。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１に概略的に示した本発明の実
施形態に係る電解水生成装置は、装置本体１、濃塩水タ
ンク３０及びリモートコントローラ６０等を備えてい
る。装置本体１の内部には電解槽１０、電源４０、ポン
プ３３、ウオーターバルブ２３及びマイクロコンピュー
タで構成された電気制御回路７０等が備えられている。

【００２１】電解槽１０は、通水式の電解槽（水が流れ
ている状態にて電解処理するもの）であって、その内部
が隔膜１１によって一対の電極室１２，１３に区画され
ており、電源４０に接続されて直流電圧が印加される電
極１４，１５を互いに対向させて収容している。各電極
室１２，１３には、電解すべき被処理水を供給する第２
給水管２１が接続されるとともに、導出管１６，１７が
各々接続されている。各導出管１６，１７は、電解槽１
０内にて生成される電解水を、その先端部である注出口
１６ａ，１７ａから外部へ注出する。

【００２２】電源４０は一定の電圧を発生・出力する定
電圧源であり、電気制御回路７０に接続され、装置本体
１上に設けられた図示しない電圧調整用入力装置が操作
されたとき、電気制御回路７０からの制御信号を受け
て、その出力電圧値の調整が可能となるように構成され
ている。この電源４０から電極１４，１５への直流電圧
の供給回路には分流器４１を介した電流計５０が接続さ
れており、電流計５０は両電極１４，１５間を流れる電
流が、被処理水の導電率（塩濃度）を表す計測電流値Ｉ
として計測されるように電気制御回路７０に接続されて
いる。

【００２３】第１給水管２０は、図示しない外部給水源
（例えば水道）に接続されており、外部給水源から原水
が圧送されるように構成されている。第１給水管２０
は、上流から下流に向かう順に減圧弁２２及び電磁開閉
弁であるウオーターバルブ２３（ＷＶ）を介装し、第２
給水管２１と接続されている。減圧弁２２は外部給水源
から圧送される水の圧力を減圧した上で所定圧力範囲内
に保ち、ウオーターバルブ２３は電気制御回路７０と電
気的に接続されて開閉制御され、開状態（オン）にて外
部からの水を第１，第２給水管２０，２１を介して電解
槽１０へ供給する。

【００２４】濃塩水タンク３０は装置本体１とは別体で
あり、内部に所定濃度（一般には飽和濃度）の濃塩水を
貯えている。この濃塩水タンク３０には熱収縮チューブ
によって一体的に構成された水位センサＳと濃塩水吸い
込み管（ホース）３２が、タンク３０上部から抜差し可
能（脱着可能）かつ上下位置調整可能（キャップ３１間
に生じる摺動抵抗によって位置決め可能）に組付けられ
ている。水位センサＳは、電気制御回路７０と電気的に
接続されており、先端の検知部が塩水吸込み管３２の先
端吸込み口に取付けたフィルタＦの先端開口より所定量
Ｌだけ上方に配置されるようになっている。水位センサ
Ｓの検知部は、周知の電極式のものであって濃塩水
（水）が存在するか否かを検出し、濃塩水が存在すれば
「オン」信号を、存在しなければ「オフ」信号を送出す
る。以上により、水位センサＳは、塩水吸込み管３２の
フィルタＦの先端が濃塩水タンク３０の底部に接する位
置まで挿入されると、その位置決めが達成され、濃塩水
タンク３０の所定の水位Ｌを検出することができるよう
になっている。

【００２５】ポンプ３３は、ソレノイドで駆動されるタ
イプの一回の吐出量が一定の電動式ポンプであり、塩水
吸い込み管３２が接続された流入口３３ａからバルブハ
ウジング３３ｂ及びダイヤフラム３３ｃにて形成・画定
されたポンプ室３３ｄ方向への流れのみを許容する逆止
弁３３ｅと、ポンプ室３３ｄから塩水供給管３４が接続
された吐出口３３ｆ方向への流れのみを許容する逆止弁
３３ｇを備えている。プランジャー３３ｈはダイヤフラ
ム３３ｃと接続され、ダイヤフラムの復元力及び図示し
ないスプリングによってポンプ室３３ｄに向けて（図面
左方向）付勢され、一方、ポンプ室３３ｄと隔置された
ソレノイド３３ｉが電気制御回路７０によって通電され
た場合にあっては、ポンプ室３３ｄとは逆の向き（図面
右方向）に力を受けて移動する。更に、塩水供給管３４
は、第１給水管２０のウオーターバルブ２３下流の位置
であって、第１給水管２０及び第２給水管２１との連結
部に接続されている。

【００２６】以上の構成により、ポンプ３３は、ソレノ
イド３３ｉの通電・非通電の繰返しに応じてダイヤフラ
ム３３ｃを往復動させて、同通電・非通電の繰返し時間
間隔に応じた量の塩水を塩水タンク３０から汲上げて塩
水供給管３４へ吐出し、その結果、原水に塩水を混入し
て被処理水を生成する。換言すれば、ポンプ３３はソレ
ノイド３３ｉがオンとされる周期に応じて、単位時間当
りの吐出量を可変とし、被処理水の塩濃度を調整する。

【００２７】リモートコントローラ６０は、装置本体１
とは別体に構成され、導出管１６，１７の注出口１６
ａ，１７ａ付近に配置される。このリモートコントロー
ラ６０には、電気制御回路７０に接続され、濃塩水タン
ク３０内の濃塩水が不足していることを示す塩補給ラン
プ（表示ランプ）６２、及び、使用者によって操作され
る注出スイッチ６１が備えられている。塩補給ランプ６
２は電気制御回路７０から表示制御信号を受けて点灯制
御され、注出スイッチ６１は装置本体１内の各部に電解
水生成の作動の開始、終了を指示するため操作指示信号
を電気制御回路７０に送出する。尚、この注出スイッチ
６１は使用者が一度押圧すれば電気的オン状態を保ち、
再度押圧すると電気的オフ状態を保つ、いわゆるオルタ
ネイトタイプのスイッチであり、電気制御回路７０から
の指示を受けた場合は、オフ状態に変更され得るように
構成されている。

【００２８】次に、上記のように構成した本発明による
電解水生成装置の実施形態の作動を、電解水の生成を開
始する場合から説明する。電気制御回路７０は図示しな
いメイン電源の投入後は所定時間毎に図２に示すルーチ
ンをステップ２００から開始し、ステップ２０５にて注
出スイッチ６１のオフからオンへの変化をモニターして
いる。従って、使用者が電解水を生成・使用するために
注出スイッチ６１をオフからオンに変更した場合、これ
を検知してステップ２１０へ進み、後述するタイマーＴ
ＤＮ，タイマーＴＵＰ、及び、タイマーＴＳを「０」に
クリアーする。

【００２９】電気制御回路７０は、続くステップ２１５
にてウオーターバルブ２３をオン（開）して電解槽１０
への原水の供給を開始させるとともに、ステップ２２０
にて電源４０により電極１４，１５間に一定電圧を印加
させる。尚、この電圧は装置設置時に使用環境（原水の
種類）に合わせて調整されている。続くステップ２２５
では、後述するポンプ駆動信号Ｓに初期値（固定値、又
は、前回の電解水の生成中の駆動信号Ｓの平均値）Ｒ０
を設定し、ステップ２３０へ進む。

【００３０】ステップ２３０は、所定の導電率（イオン
伝導度，Ｐｈ）を有する電解水を得るべく、ポンプ３３
の吐出量のフィードバック制御（増減制御）を実行する
ステップであり、現在指示している吐出量に相当する値
Ｓ（以下、駆動信号Ｓと呼ぶ）に、予め決められた目標
電流値Ｉ０から計測電流値Ｉを減算した値に比例した値
（Ｋ＊（Ｉ０―Ｉ）、Ｋ：正の定数）を加えた値を、新
たな駆動信号Ｓとして設定する。駆動信号Ｓはポンプ３
３のソレノイド３３ｉに所定のオン時間幅のパルス信号
を送出する周期、即ち、ポンプ３３の時間当りの吐出量
（以下、吐出量）を決定する値である。

【００３１】注出スイッチ６１が投入された直後である
現時点では、電解槽１０内は前回の電解水の生成停止後
に洗浄のために供給された原水が残存しているので、計
測電流値Ｉは目標電流値Ｉ０より小さく、ステップ２３
０におけるＫ＊（Ｉ０―Ｉ）は正の値となる。従って、
電気制御回路７０は、ポンプ３３の吐出量を増加すべ
く、駆動信号Ｓ（＝Ｒ０）をＫ＊（Ｉ０―Ｉ）だけ増加
し、ステップ２３５へと進む。

【００３２】ステップ２３５では、駆動信号Ｓを最大値
ＭＡＸ以下となるようにガードをかける。即ち、ステッ
プ２３０の実行の結果、得られた駆動信号Ｓが最大値Ｍ
ＡＸより大きければ、ステップ２３５にて駆動信号Ｓと
して最大値ＭＡＸを採用する。尚、最大値ＭＡＸは、ポ
ンプ３３が取りうる最大吐出量（ポンプ３３が追従でき
る許容最高速度）に応じて決められている。電気制御回
路７０は、ステップ２３５の実行後ステップ２９５に進
んで、一旦、本ルーチンを終了する。この時点で、電解
水の生成が開始され、以降、注出スイッチ６１がオフに
変更されるまで、電解水が生成・注出される。

【００３３】所定時間後に電気制御回路７０が図２のル
ーチンを実行すると、注出スイッチ６１の状態はオンの
まま変更されていないので、ステップ２０５にて「Ｎ
ｏ」と判定し、続く「注出スイッチ６１がオンか否か」
を判定するステップ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定して、
ステップ２３０に進む。ステップ２３０では、前述と同
様にして駆動信号Ｓを新たに求め、ステップ２３５にて
駆動信号Ｓにガードをかけた上で本ルーチンを終了し、
以降、電気制御回路７０は、これらのステップを繰返し
実行する。

【００３４】この状態において、使用者が電解水の生成
・使用を停止すべく注出スイッチ６１をオンからオフに
変更すると、電気制御回路７０は、図２のルーチンのス
テップ２０５，２４０の両ステップとも「Ｎｏ」と判定
し、ステップ２４５に進んで、ウオーターバルブ２３に
対し、電解槽１０内の原水のみによる洗浄を行う所定時
間ＴＣ後にオフ（閉）して原水の供給を停止するよう指
示する。ステップ２４５の処理後は、ステップ２５０へ
進み、電源４０による電極１４，１５への電圧印加を停
止し、更に、ステップ２５５にてポンプ３３の作動を停
止する処理を実行して本ルーチンを終了する。以上によ
りポンプ３３の作動が停止され（電解水の生成が停止さ
れ）るとともに、所定時間ＴＣだけ原水が電解槽１０に
供給された後にウオーターバルブ２３がオフされて、原
水の供給も停止される。

【００３５】ここで、ポンプ３３の駆動制御方法につい
て説明する。前述したように、図２のルーチンにおける
ステップ２３０にて求められる駆動信号Ｓは、ポンプ３
３のソレノイド３３ｉに所定幅のパルス信号を送出する
周期を決定する値であり、図２のルーチンよりも短い時
間間隔毎に実行される図６のポンプ駆動ルーチンに用い
られる。

【００３６】具体的には、電気制御回路７０は、図６の
ルーチンをステップ６００から開始し、ステップ６１０
にてタイマーＴを「１」だけ増加し、続くステップ６２
０にてタイマーＴと、その時点におけるパルス間隔ＳＴ
とを比較する。タイマーＴは前回のパルス送出後に
「０」にクリアーされているので（後述のステップ６４
０参照）、タイマーＴがパルス間隔ＳＴに至るまではス
テップ６２０は「Ｎｏ」と判定され、ステップ６９５に
て、一旦、本ルーチンを終了する。

【００３７】その後、電気制御回路７０はステップ６１
０，６２０及び６９５の実行を繰返すので、所定の時間
が経過すると、タイマーＴがパルス間隔ＳＴより大きく
なり、ステップ６２０を「Ｙｅｓ」と判定してステップ
６３０に進み、所定のオン時間幅のパルスをポンプ３３
のソレノイド３３ｉに出力する。続くステップ６４０で
は、タイマーＴを「０」にクリアーし、ステップ６５０
にて、その時点で求められている駆動信号Ｓの逆数に比
例した値（Ａ／Ｓ，Ａは正の定数）を、ステップ６２０
で使用されるパルス間隔ＳＴとして取込み、ステップ６
９５にて本ルーチンを終了する。

【００３８】以上により、電気制御回路７０は、駆動信
号Ｓに応じた時間毎に、即ち、駆動信号Ｓの逆数に比例
した時間毎に、所定のオン時間幅のパルス信号をポンプ
３３のソレノイド３３ｉに送出し、これに同期してダイ
ヤフラム３３ｃが応動して塩水を原水に混入する。従っ
て、駆動信号Ｓが大きいほど、パルスの時間間隔は小さ
くなることにより、ポンプ３３は高速で駆動され、正常
状態では、ポンプ３３の実際の塩水吐出量も大きくな
る。

【００３９】次に、駆動信号Ｓの状態をモニターする第
１のモニタールーチンについて、図３を用いて説明す
る。図３のルーチンも、電気制御回路７０が所定時間毎
に繰返し実行するルーチンであり、ステップ３００に続
くステップ３１０では駆動信号Ｓが上限側所定値ＳＵＰ
と比較される。この上限側所定値ＳＵＰは、正常運転時
には駆動信号Ｓが越えない値（又は、越えた場合が継続
せずに直ちに下回る値）であって、この上限側所定値Ｓ
ＵＰ以下でポンプ３３が駆動されている限りは、ポンプ
３３の寿命低下を招かない値（上記最大値ＭＡＸと等し
いか、それ以下の値）に選択されている。従って、正常
時には、電気制御回路７０はステップ３１０にて「Ｎ
ｏ」と判定し、ステップ３５０に進んで後述のタイマー
ＴＵＰを「０」にクリアーして、本ルーチンを終了す
る。

【００４０】次に、ポンプ３３を含む系統にシール破損
等が発生し、ポンプ３３が空気を吸入・吐出した場合に
ついて説明する。この場合には、被処理水に空気が混入
されるので、電解槽１０内の電解前の被処理水の導電率
が急低下し、計測電流値Ｉが急激に小さくなる。従っ
て、電気制御回路７０は、先に説明した図２のフィード
バック制御のステップ２３０により、駆動信号Ｓを急激
に増加し、その結果、図３のステップ３１０にて「Ｙｅ
ｓ」と判定するようになる。電気制御回路７０は、ステ
ップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定すると、続くステップ
３２０にてタイマーＴＵＰを「１」だけ増加し、ステッ
プ３３０にてタイマーＴＵＰが第１の所定時間Ｔ１以上
か否かを判定する。

【００４１】先に説明したステップ３５０では、駆動信
号Ｓが上限側所定値ＳＵＰより小さいときに、タイマー
ＴＵＰを「０」にクリアーするので、タイマーＴＵＰは
「駆動信号Ｓが上限側所定値ＳＵＰより大きい状態とな
っている継続時間」を示すことになる。従って、この異
常状態が続くと、タイマーＴＵＰが第１の所定時間Ｔ１
を越えるため、ステップ３３０にて「Ｙｅｓ」と判定し
てステップ３４０に進み、ポンプ３３の駆動を停止する
べく注出スイッチ６１を強制的にオフに変更する。尚、
第１の所定時間Ｔ１は、ポンプ３３が上限側所定値ＳＵ
Ｐ以上の駆動信号Ｓで連続運転された場合に、その寿命
が大きく低下するおそれのある値、或は、正常時に発生
しうる瞬間的な大きな（上限側所定値ＳＵＰ以上の）駆
動信号Ｓが継続し得ない値に選ばれている。

【００４２】ステップ３４０にて注出スイッチ６１がオ
フに変更された結果、電気制御回路７０は、図２のルー
チンを実行した際において、ステップ２０５，ステップ
２４０を共に「Ｎｏ」と判定し、ステップ２４５，２５
０，２５５にてポンプ３３の駆動停止を含む電解水の生
成を停止する動作を実行する。

【００４３】以上により、電気制御回路７０は、ポンプ
３３が「正常運転ではあり得ない所定の状態」である
「前記ポンプへの駆動信号Ｓが同ポンプに所定の吐出量
以上を吐出させるべき信号となっている状態（Ｓ＞ＳＵ
Ｐ）が第１の所定時間（ＴＵＰ）以上に渡り継続してい
る状態」のときに、ポンプ３３が空気を吸入・吐出して
いると判定して、その駆動を停止するので、ポンプ３３
が高速で長時間運転されることがなく、ポンプ３３の保
護を図ることが可能となる。

【００４４】次に、駆動信号Ｓの状態をモニターする第
２のモニタールーチンについて、図４を用いて説明す
る。図４のルーチンも、電気制御回路７０が所定時間毎
に繰返し実行するルーチンであり、ステップ４００に続
くステップ４１０では駆動信号Ｓが下限側所定値ＳＤＮ
と比較される。この下限側所定値ＳＤＮは、通常の場合
には（正常運転時には）、駆動信号Ｓが下回ることのな
い値（又は、下回ったとしても短時間のうちに上回る
値）であって、この下限側所定値ＳＤＮ以上でポンプ３
３が駆動されている限りは、被処理水の塩濃度（導電
率）が電解水の特性に大きな影響を及すほど脈動しない
値に選ばれている。従って、通常は、電気制御回路７０
はステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４５
０に進んで後述のタイマーＴＤＮを「０」にクリアー
し、ステップ４９５にて本ルーチンを終了する。

【００４５】一方、電解水生成装置が設置された場所に
よっては、供給される原水自体の導電率が比較的大きい
ことがあり、このため必要とされる塩水が少ない場合が
ある。又、フィードバック制御によって、塩水量は増減
制御されるため、駆動信号Ｓが下限側所定値ＳＤＮを下
回る状態が発生する。この状態が発生すると、電気制御
回路７０は、ステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、
続くステップ４２０にてタイマーＴＤＮを「１」だけ増
加した後、ステップ４３０にてタイマーＴＤＮが第２の
所定時間Ｔ２より大きいか否かを判定する。

【００４６】先に説明したように、タイマーＴＤＮは、
ステップ４１０及びステップ４５０の実行により、駆動
信号Ｓが下限側所定値ＳＤＮより大きいときに、「０」
にクリアーされるので、ステップ４１０及びステップ４
２０の実行によって、「駆動信号Ｓが下限側所定値ＳＤ
Ｎより小さい状態となっている継続時間」を示すことに
なる。従って、駆動信号Ｓが下限側所定値ＳＤＮより小
さい状態が続くと、タイマーＴＤＮが第２の所定時間Ｔ
２を越え、電気制御回路７０はステップ４３０にて「Ｙ
ｅｓ」と判定してステップ４４０に進み、ポンプ３３の
駆動を停止するべく注出スイッチ６１を強制的にオフに
変更する。

【００４７】この注出スイッチ６１の強制オフ操作の結
果、電気制御回路７０は、図２のルーチンを実行した際
に、ステップ２０５，ステップ２４０を共に「Ｎｏ」と
判定し、ステップ２４５，２５０，２５５にてポンプ３
３の駆動停止を含む電解水の生成を停止する動作を実行
する。

【００４８】特に、本実施形態のようなソレノイドによ
ってダイヤフラムを往復動させるタイプのポンプや、電
動モータによってカムを回転させることによりピストン
を往復動させるタイプのポンプ等の、吐出が断続的に発
生するポンプが用いられている場合には、要求塩水量が
非常に小さく（駆動信号Ｓが小さく）なると、一回の吐
出と次の吐出の間隔が長くなるため、被処理水の塩濃度
が脈動して不均一な電解水が生成されるおそれがある。
これに対し、第２のモニタールーチンによれば、電気制
御回路７０は、「ポンプ３３への駆動信号Ｓが同ポンプ
３３に所定の吐出量以下を吐出させるべき信号となって
いる状態」を「正常運転ではあり得ない所定の状態」と
して判定し、ポンプ３３の駆動を含む電解水の生成動作
を停止するので、前記したように不均一な電解水を注出
し続けてしまうことを防止できる。

【００４９】尚、上記第２のモニタールーチンでは、ポ
ンプの極低速運転が瞬間的に生じた場合、即ち、駆動信
号Ｓが瞬間的に小さくなった場合には、電解水特性への
影響も小さいことから、むしろ電解水の生成を継続した
方が好ましいこともあるため、駆動信号Ｓが下限側所定
値ＳＤＮ以下の状態が第２の所定時間Ｔ２以上継続した
ときにポンプ３３の駆動を停止するようにした。

【００５０】次に、駆動信号Ｓの状態をモニターする第
３のモニタールーチンについて、図５を用いて説明す
る。図５のモニタールーチンは図２のルーチンのステッ
プ２３５と２９５の間に挿入されるルーチン（図中の
Ａ，Ｂを参照）で、ポンプ３３が空気を吸入した状態
を、より迅速に検出するためのものである。

【００５１】まず、正常な電解水の生成状態にある場合
から説明すると、電気制御回路７０は図２のルーチンを
ステップ２００，２０５，２４０，２３０及び２３５と
実行した後、図５のルーチンのステップ５１０にて、電
気制御回路７０が図２（及び図５）のルーチンを前回実
行した際のステップ２３０にて求めた駆動信号Ｓ（即
ち、ＳＯＬＤ）と、今回のステップ２３０の実行によっ
て求めた駆動信号Ｓとの差△Ｓを計算する。電気制御回
路７０は、続くステップ５１５にて、次回のルーチン実
行時に差△Ｓを求めるために、現在の（今回のステップ
２３０の実行によって求めた）駆動信号ＳをＳＯＬＤと
して記憶した後、ステップ５２０に進んで、差△Ｓが予
め定められた差△Ｓ０より大きいか否かを判定する。

【００５２】電気制御回路７０は、本ルーチンを所定時
間毎に実行するため、差△Ｓは、駆動信号Ｓの第３の所
定時間（第４の所定時間，第７の所定時間、即ち、図２
のルーチンの実行間隔）内の変化量を示し、又、予め定
められた差△Ｓ０は、正常状態では、差△Ｓが越えるこ
とがない値（又は、越えてたとしても瞬間的であって、
直ちに下回る値）に選ばれている。従って、正常状態で
は、電気制御回路７０はステップ５２０を「Ｎｏ」と判
定し、ステップ５４５に進んでタイマーＴＳを「０」に
クリアーし、図２のステップ２９５へ進む。

【００５３】一方、ポンプ３３の吸入系統の異常によっ
て、ポンプ３３が空気を吸入しはじめると、塩水の導電
率が低下し計測電流値Ｉが小さくなるため、フィードバ
ック制御によって駆動信号Ｓは急上昇する（図２のステ
ップ２３０参照）。このような状態においては、差△Ｓ
が大きくなるため、電気制御回路７０は、ステップ５２
０にて「Ｙｅｓ」と判定し、又、計測電流値Ｉが予め定
められた異常判定用電流値ＩＵＰ（異常判定用導電率に
対応する値）より小さいか否かを判定するステップ５２
５も「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ５３０に進む。ス
テップ５３０では、タイマーＴＳを「１」だけ増加し、
ステップ５３５にてタイマーＴＳが第５の所定時間（第
６の所定時間，第８の所定時間）ＴＳ０を越えたか否か
を判定する。

【００５４】そして、この状態（△Ｓ＞△Ｓ０、且つ、
Ｉ＜ＩＵＰ）が継続した場合には、タイマーＴＳがステ
ップ５３０によって大きくなるので、電気制御回路７０
は、ステップ５３５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ
５４０に進んで注出スイッチ６１を強制的にオフに変更
し、ポンプ３３の駆動を停止（電解水の生成を停止）す
る。

【００５５】以上の第３のモニタールーチンは、ポンプ
３３が空気を吸入している状態の判定を「空気が吸入さ
れると直ちに現れる、駆動信号Ｓの変化（差△Ｓ）と計
測電流値Ｉの大きさ」にて判定しているため、同状態の
判定を、「フィードバック制御の結果、次第に駆動信号
Ｓが増加して上限側所定値ＳＵＰを越え、更に、所定時
間ＴＵＰ継続した場合」に基づいて行っている第１のモ
ニタールーチンに対し、より迅速に行うことができる。
又、駆動信号Ｓの変化率と計測電流値Ｉ（導電率）の二
つのパラメータを用いて異常判定を行うので、異常状態
の誤判定を低減できる。

【００５６】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれに限られない。例えば、上述の実施形
態における、ポンプ３３のフィードバック制御における
一回のフィードバック制御変更分（Ｋ＊（Ｉ０―Ｉ））
は、目標電流値と実際の電流値（計測電流値Ｉ）との差
に応じた（比例した）値であるが、これは、目標導電率
と実際の導電率との差に応じた（比例した）値でもよ
く、又、フィードバック制御変更分として、例えば、こ
れらの差の時間微分成分や積分成分を加えてもよい。

【００５７】又、図３〜図５のモニタールーチンは全て
併用することが望ましい。例えば、図３、及び、図５の
モニタールーチンは、両者ともポンプ３３が空気を吸入
している場合を検出することができ、電気制御回路７０
は、通常は図３よりも図５のルーチンにより、その検出
を迅速に行う。ところが、図２に示したステップ２３５
にて駆動信号Ｓが最大値ＭＡＸにガードされたときは、
空気吸入時にあっても、駆動信号Ｓの変化が生じなくな
るため、図５のルーチンでは、その異常状態を検出がで
きない。しかしながら、両者を併用しておけば、図３の
ルーチンによって、同異常状態を検出できる。

【００５８】更に、本発明においては、図３のステップ
３２０，３３０及び３５０、図４のステップ４２０，４
３０及び４５０、図５のステップ５３０，５３５及び５
４５は、より迅速な異常状態の判定のために省略するこ
とができる。又、図５のルーチンにおいて、ステップ５
２５，５３０，５３５及び５４５を省略して、差△Ｓの
みを判定のパラメータとするもの、ステップ５２０，５
３０，５３５，及び５４５を省略して、計測電流値Ｉ
（導電率）のみを判定のパラメータとするもの、ステッ
プ５２５を省略して差△Ｓが時間ＴＳ０以上継続したと
きに異常と判定するもの、ステップ５２０を省略して計
測電流値Ｉが異常判定用電流値ＩＵＰ以下の状態が時間
ＴＳ０以上継続したときに異常と判定するものなどの、
種々の変形例が採用可能である。

【００５９】尚、図６のルーチンのステップ６５０で
は、駆動信号Ｓに反比例する値をパルス間隔ＳＴ（ある
パルスと、そのパルスの次に出力されるパルスとの時間
間隔）としたが、反比例による変換に限らず、駆動信号
Ｓが大きくなるに従い、パルス間隔ＳＴが小さくなるよ
うな変換であれば、種々の変換式が採用可能である。

【００６０】更に、「ポンプへの駆動信号」が「同ポン
プに所定の吐出量以上を吐出させるべき信号となってい
る状態」か否か、「同ポンプに所定の吐出量以下を吐出
させるべき信号となっている状態」か否か、或は、「ポ
ンプへの駆動信号の所定時間内の変化量が所定変化量以
上となっている」か否かは、ポンプへの駆動信号のパル
ス間隔と等価な値である、ポンプの回転数等に基づいて
判定することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る電解水生成装置の全
体図である。

【図２】 図１の電気制御回路（マイクロコンピュー
タ）により実行される本発明の実施形態に係るフローチ
ャートである。

【図３】 図１の電気制御回路により実行される本発明
の実施形態に係るポンプ駆動信号をモニターするための
フローチャートである。

【図４】 図１の電気制御回路により実行される本発明
の実施形態に係るポンプ駆動信号をモニターするための
フローチャートである。

【図５】 図１の電気制御回路により実行される本発明
の実施形態に係るポンプ駆動信号をモニターするための
フローチャートである。

【図６】 図１の電気制御回路により実行される本発明
の実施形態に係るポンプに対し駆動信号を出力するため
のフローチャートである。

【符号の説明】 １０…電解槽、１４，１５…電極、２０…第１給水管、
２１…第２給水管、２３…ウオーターバルブ、３０…濃
塩水タンク、３３…ポンプ、４０…電源、５０…電流
計、６０…リモートコントローラ、６１…注出スイッ
チ、７０…電気制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−195075（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−232170（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−99286（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−57266（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−57264（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−332484（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−328626（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−252581（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−173966（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−136655（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−52472（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−335686（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−117751（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−117752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原水供給源から供給される原水に塩水タン
   クに貯えた所定濃度の塩水を供給する吐出量が変更可能
   な塩水供給ポンプと、前記原水と塩水の混合水を被処理
   水として供給されて電解水を生成する電解槽を備えて、
   電解前の前記被処理水の導電率を表す計測電流値に基づ
   いて前記ポンプの作動をフィードバック制御するように
   した電解水生成装置において、前記計測電流値の変化を検出することにより前記ポンプ
   の駆動信号が正常運転ではあり得ない異常な状態にある
   こと を判定する判定手段と、該判定手段が前記ポンプの
   駆動信号が異常な状態にあると判定したとき前記ポンプ
   の駆動を停止して電解水の生成を停止させる停止手段を
   設けたこと特徴とする電解水生成装置。
2. 【請求項２】前記駆動信号により前記ポンプが所定の吐
   出量以上の塩水を吐出させる作動状態になったとき、前
   記判定手段により前記駆動信号が正常運転ではあり得な
   い異常な状態になったとして判定されるようにした請求
   項１に記載の電解水生成装置。
3. 【請求項３】前記駆動信号により前記ポンプが所定の吐
   出量以上の塩水を吐出させる状態にて所定時間以上作動
   するとき、前記判定手段により前記駆動信号が正常運転
   ではあり得ない異常な状態になったとして判定されるよ
   うにした請求項１に記載の電解水生成装置。
4. 【請求項４】前記駆動信号により前記ポンプが所定の吐
   出量以下の塩水を吐出させる作動状態になったとき、前
   記判定手段により前記駆動信号が正常運転ではあり得な
   い異常な状態になったとして判定されるようにした請求
   項１に記載の電解水生成装置。
5. 【請求項５】前記駆動信号により前記ポンプが所定の吐
   出量以下の塩水を吐出させる状態にて所定時間以上作動
   するとき、前記判定手段により前記駆動信号が正常運転
   では あり得ない異常な状態になったとして判定されるよ
   うにした請求項１に記載の電解水生成装置。
6. 【請求項６】前記駆動信号の所定時間内の変化量が所定
   の変化量以上になったとき、前記判定手段により前記駆
   動信号が正常運転ではあり得ない異常な状態になったと
   して判定されるようにした請求項１に記載の電解水生成
   装置。
7. 【請求項７】前記駆動信号の所定時間内の変化量が所定
   の変化量以上になる状態が所定時間以上継続したとき、
   前記判定手段により前記駆動信号が正常運転ではあり得
   ない異常な状態になったとして判定されるようにした請
   求項１に記載の電解水生成装置。
8. 【請求項８】原水供給源から供給される原水に塩水タン
   クに貯えた所定濃度の塩水を供給する吐出量が変更可能
   な塩水供給ポンプと、前記原水と塩水の混合水を被処理
   水として供給されて電解水を生成する電解槽を備えて、
   電解前の前記被処理水の導電率を表す計測電流値に基づ
   いて前記ポンプの作動をフィードバック制御するように
   した電解水生成装置において、電解前の前記被処理水の導電率が 目標導電率より小さい
   異常判定用導電率以下になって前記ポンプの駆動信号が
   正常運転ではあり得ない異常な状態になったとき、前記
   ポンプの駆動を停止して電解水の生成を停止させる停止
   手段を設けたこと特徴とする電解水生成装置。
9. 【請求項９】原水供給源から供給される原水に塩水タン
   クに貯えた所定濃度の塩水を供給する吐出量が変更可能
   な塩水供給ポンプと、前記原水と塩水の混合水を被処理
   水として供給されて電解水を生成する電解槽を備えて、
   電解前の前記被処理水の導電率を表す計測電流値に基づ
   いて前記ポンプの作動をフィードバック制御するように
   した電解水生成装置において、電解前の前記被処理水の導電率が 目標導電率より小さい
   異常判定用導電率以下になって前記ポンプの駆動信号が
   所定時間以上継続して正常運転ではあり得ない 異常な状
   態になったとき、前記ポンプの駆動を停止して電解水の
   生成を停止させる停止手段を設けたこと特徴とする電解
   水生成装置。
10. 【請求項１０】原水供給源から供給される原水に塩水タ
    ンクに貯えた所定濃度の塩水を供給する吐出量が変更可
    能な塩水供給ポンプと、前記原水と塩水の混合水を被処
    理水として供給されて電解水を生成する電解槽を備え
    て、電解前の前記被処理水の導電率を表す計測電流値に
    基づいて前記ポンプの作動をフィードバック制御するよ
    うにした電解水生成装置において、 前記ポンプの駆動信号の所定時間内の変化量が所定の変
    化量以上となり、かつ電解前の前記被処理水の導電率が
    所定時間以上継続して目標導電率より小さい異常判定用
    導電率以下となったとき、前記ポンプの駆動を停止して
    電解水の生成を停止させる停止手段を設けたこと特徴と
    する電解水生成装置。