JP3431892B2

JP3431892B2 - イオン水生成器

Info

Publication number: JP3431892B2
Application number: JP2000262920A
Authority: JP
Inventors: 定明横田; 丈郎山本; 輝幸小澤; 雅人村垣
Original assignee: Zojirushi Corp
Current assignee: Zojirushi Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: JP2002066556A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道の蛇口から取
り入れた水道水を電気分解してイオン水として注出する
イオン水生成器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のイオン水生成器は、本体の内部
に浄水槽と電解槽とを備え、水道の蛇口に取り付けた切
換器のレバーを操作することにより、接続管を介して前
記本体内に水道水を給水し、その水を浄水槽でろ過して
浄水とし、その浄水を前記電解槽で電気分解して注出す
るものである。また、このイオン水生成器は、注出する
イオン水のｐＨ濃度を「強」、「中」、「弱」に設定可
能であるとともに、前記電解槽では電気分解を実行せず
に、浄水槽でろ過した浄水を注出可能とする機能も備え
ている。

【０００３】そして、前記イオン水生成器には、内部に
ｐＨセンサを搭載し、本体正面に配設した液晶パネルに
電解の度合いをｐＨ値として表示する機能が搭載された
ものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ｐ
Ｈセンサを用いたイオン水生成器では、原水である水道
水が遊離炭酸を多く含んだものである場合、電気分解は
十分に行われているにも関わらず、前記ｐＨ値は上がり
難い。その結果、ユーザは故障したと勘違いするという
問題がある。

【０００５】そこで、本発明では、電解度をレベル表示
し、ユーザが安心して使用できるイオン水生成器を提供
することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のイオン水生成器は、原水をろ過する浄水槽
と、ろ過した浄水をアルカリイオン水と酸性イオン水に
電気分解する電解槽と、該電解槽に通電する電流値を検
出する電解電流検出手段と、前記電解槽に供給される流
量を検出する流量検出手段と、設定状態を表示するパネ
ルとを備えたイオン水生成器において、前記電解電流検
出手段によって検出した電流値と、前記流量検出手段に
よって検出した流量とから前記電解槽での電解度を演算
し、該電解度を前記表示パネルに段階的にレベル表示す
るとともに、前記電解度に基づいた使用可否状態の判断
と、給水を停止した後にカウントした非使用時間に基づ
いた使用可否状態の判断との両方で使用可能と判断する
と、注出した水の使用を許可する表示を前記表示パネル
に表示する構成としている。

【０００７】前記イオン水生成器によれば、原水である
水道水が遊離炭酸を多く含んだものであっても、電解槽
での電解度を確実に表示することができる。そのため、
ユーザは故障したと勘違いすることはなく、安心して使
用してもらうことができる。

【０００８】また、電解度に基づいた使用可否状態の判
断と、給水を停止した後にカウントした非使用時間に基
づいた使用可否状態の判断との両方で使用可能と判断す
ると、注出した水の使用を許可する表示を前記表示パネ
ルに表示するため、ユーザが、注出された水を使用して
もよい状態か、使用してはいけない状態かを容易に判別
することができる。

【０００９】前記イオン水生成器では、前記レベル表示
は、アルカリ度を示すものであることが好ましい。ここ
で、前記アルカリ度とは、水中に含まれるアルカリ分を
炭酸カルシウム（ＣａＣｏ_３）に換算して１ｍｌ中のｍ
ｇ量で示したものである。そして、前記アルカリ分と
は、溶存する炭酸塩類、炭酸水素塩類、水酸化物類等を
いう。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１および図２は、本発明のイオン
水生成器１を示す。このイオン水生成器１は、本体２の
内部に、流量センサ１５と、浄水槽１４と、電解槽１９
と、図示しない制御回路とを配設したものである。

【００１１】前記本体２の正面には、図１および図３に
示すように、操作パネル３が配設されている。この操作
パネル３には、中央に設定状態を表示するパネルである
液晶パネル４が配設され、その周囲にスイッチの操作部
１０ａ〜１０ｇが配設されている。

【００１２】前記液晶パネル４は、周知のセグメント方
式のものである。この液晶パネル４には、電解槽１９で
の電解度を段階的に示すレベル表示部５と、注出された
水を使用しても良い状態を示す使用可能状態表示部６
と、洗浄時期を示す洗浄表示部７と、後述する浄水カー
トリッジ１６の交換時期を示す交換表示部８と、浄水カ
ートリッジ１６の交換目安を表示するレベル表示部８ａ
と、いずれの動作条件を選択しているかを示す印表示部
９がセグメント電極によって形成されている。

【００１３】前記スイッチの操作部１０ａ〜１０ｇは、
動作条件を設定するためのものである。なお、操作部１
０ａは「アルカリ強」の動作設定、操作部１０ｂは「ア
ルカリ中」の動作設定、操作部１０ｃは「アルカリ弱」
の動作設定、操作部１０ｄは「浄水」の動作設定、操作
部１０ｅは「酸性」の動作設定、操作部１０ｆは「洗
浄」の動作設定、操作部１０ｇは「リセット」の動作設
定である。

【００１４】本実施形態では、前記レベル表示部５での
レベル表示は、マイコンからなる電解電流検出手段によ
って検出した電流値と、流量検出手段である流量センサ
１５によって検出した流量とから電解度を演算（電流値
／流量）し、この電解度からアルカリ度を求めて、この
アルカリ度を段階的に表示するものである。ここで、前
記アルカリ度とは、水中に含まれるアルカリ分を炭酸カ
ルシウム（ＣａＣｏ₃）に換算して１ｍｌ中のｍｇ量で
示したものである。そして、前記アルカリ分とは、溶存
する炭酸塩類、炭酸水素塩類、水酸化物類等をいう。前
記電解槽１９に通電した電流値と流量により演算される
電解度は、図４に示すように、アルカリ度と相関が認め
られており、この相関に基づいて電解度からアルカリ度
を算出できる。

【００１５】そして、ユーザが「アルカリ強」の動作設
定とすると、液晶パネル４のレベル表示部５は、全て
（９個）のレベルが点灯し、ｐＨ値が約９．５相当のア
ルカリ度のアルカリイオン水を注出する。また、「アル
カリ中」の動作設定とすると、液晶パネル４のレベル表
示部５は、下方から６個のレベルが点灯し、ｐＨ値が約
９．０相当のアルカリ度のアルカリイオン水を注出す
る。「アルカリ弱」の動作設定とすると、液晶パネル４
のレベル表示部５は、下方から３個のレベルが点灯し、
ｐＨ値が約８．５相当のアルカリ度のアルカリイオン水
を注出するようになっている。

【００１６】前記浄水槽１４は、図２に示すように、内
部に浄水カートリッジ１６が取替可能に配設されるもの
で、給水量を検出するための流量センサ１５を介して水
道の蛇口に接続されている。この流量センサ１５による
検出値は、後述する電解槽１９に供給される流量を意味
する。前記浄水カートリッジ１６は、積層した中央の中
空糸膜フィルタ１７の外周部に抗菌活性炭フィルタ１８
を配設するとともに、上部のキャップに電解促進剤の役
割をなす顆粒状のカルシウムを収容させたものである。
そして、この浄水カートリッジ１６では、底部から流入
した水道水は、前記抗菌活性炭フィルタ１８を浸透して
含有した塩素分が除去された後、中空糸膜フィルタ１７
を経て含有したゴミ等が分離除去され、浄化される。そ
の後、キャップ内を通ってカルシウムによって後述する
電解槽１９で電気分解可能な状態として注出される。

【００１７】前記電解槽１９は、内部に、陰極板と、陽
極板と、これら両極板を区画するように隔膜とが配設さ
れた周知のものである。前記両極板には、制御基板から
所定の設定値で電流が供給されると、陰極板の側では、
下記の化学式（１）に従って水が還元される（電子を奪
って）ことにより水素ガスとなり、水酸化物イオンが生
成され、アルカリ性を示す。また、陽極板の側では、下
記の化学式（２）に従って水が酸化される（電子を放出
して）ことにより酸素ガスとなり、水素イオンが生成さ
れ、酸性を示す。これにより、前記浄水槽１４から供給
された浄水をアルカリイオン水と酸性イオン水に分解す
る。そして、分解したアルカリイオン水は、図１に示す
注出ノズル２０から注出され、酸性イオン水は、図１に
示す排出ノズル２１から注出される。

【００１８】

【化１】

【００１９】本実施形態では、前記電解槽１９における
酸性イオン水の排出口に三方弁２２が配設され、ユーザ
が「浄水」の動作設定とした際に、酸性イオン水の排出
経路へ流れた浄水をアルカリイオン水の注出経路に合流
するように流すように構成している。また、アルカリイ
オン水と酸性イオン水を注出ノズル２０から注出する際
の切り換えは、電解槽１９の陽極室と陰極室の極性の切
換えによって行う。

【００２０】前記イオン水生成器１を制御する制御回路
は、マイコンを実装した制御基板を備え、ユーザによる
前記操作パネル３に配設した各スイッチの操作部１０ａ
〜１０ｇの操作に応じて設定した動作を実行するもので
ある。

【００２１】また、本実施形態のマイコンは、アルカリ
イオン水を注出する動作設定では、前記レベル表示部５
のレベル表示を、前記電解槽１９に対して通電する電流
値と流量に基づいて変更する。具体的には、電解電流値
と流量との演算に基づいてアルカリ度を算出し、前記液
晶パネル４のレベル表示部５で段階表示するものであ
る。さらに、電解電流値が上がり難い場合を想定し、電
解槽１９に印加された電圧値に基づいて変更する。

【００２２】そして、前記電解槽１９への通電に基づい
た使用可否状態の判断と、以下に示す非使用時間に基づ
いた使用可否状態の判断の両方がクリアされた状態にな
ると、使用を許可する使用可能状態表示部６を表示する
ように構成している。以下の表１に、非使用時間に基づ
いたアルカリイオン水の使用許可表示の移行条件を示
す。

【００２３】

【表１】

【００２４】前記表１に示すように、カウントした非使
用時間が１０時間未満の場合には、３秒間、使用を許可
しないようにし、３秒経過した後に前記使用可能状態表
示部６を表示させる。また、非使用時間が１０時間以上
２４時間未満の場合には、１２秒間、使用を許可しな
い。また、非使用時間が２４時間以上４８時間未満の場
合には、１分間、使用を許可しない。また、非使用時間
が４８時間以上またはデータなしの場合には、２分間、
使用を許可しない。ここで、前記データなしとは、例え
ば、ユーザが非使用状態で商用電源のコンセントから電
源コードを抜いた場合に生じるものである。なお、非使
用時間に基づいて注出した水の使用を許可しない時間
は、酸性イオン水の場合、前記アルカリイオン水と同一
であり、浄水の場合、非使用時間が３０秒未満である場
合には０秒とした点でのみ相違する。

【００２５】次に、前記マイコンによる制御について説
明する。前記イオン水生成器１のマイコンは、電源が投
入されると、図５に示すように、ステップＳ１で、流量
センサ１５によって給水を検出するまで待機する。

【００２６】そして、給水を検出すると、ステップＳ２
で、非使用時間を計測するカウンタが動作中であるか否
かを検出する。そして、カウンタが動作中である場合に
はステップＳ３に進み、カウンタを停止してステップＳ
４に進む。一方、カウンタが動作中でない場合にはその
ままステップＳ４に進む。

【００２７】ステップＳ４では、設定された動作情報を
読み込む。ここで、この設定された動作情報とは、ユー
ザが操作部１０ａから操作部１０ｅを操作することによ
って設定した動作、または、ユーザが給水を開始する前
に操作をしないことによる前回の設定動作である。

【００２８】ついで、ステップＳ５で、動作情報に応じ
た表示パネルの表示処理を実行した後、ステップＳ６
で、カウンタによる非使用時間を読み込む。そして、ス
テップＳ７で、使用を不許可する時間を設定した後、ス
テップＳ８で、その設定時間のタイマをスタートさせ
る。

【００２９】次に、図６示すように、ステップＳ９で、
ユーザが選択している動作設定が浄水であるか否かを検
出する。そして、浄水である場合にはステップＳ１０に
進み、三方弁２２を注出ノズル２０の側に位置させた
後、ステップＳ１６に進む。一方、浄水でない場合には
ステップＳ１１に進み、三方弁２２を排出ノズル２１の
側に位置させた後、ステップＳ１２に進む。

【００３０】ステップＳ１２では、ユーザが選択してい
る動作設定が酸性であるか否かを検出する。そして、酸
性である場合にはステップＳ１３に進み、電解槽１９に
対して注出ノズル２０から酸性水が注出されるように陰
極および陽極に対して通電を開始した後、ステップＳ１
６に進む。一方、酸性でない場合にはステップＳ１４に
進む。

【００３１】ステップＳ１４では、電解槽１９に対して
注出ノズル２０からアルカリイオン水が注出されるよう
に陰極および陽極に対して通電を開始した後、ステップ
Ｓ１５で、電解槽１９での通電レベル処理を実行してス
テップＳ１６に進む。

【００３２】ステップＳ１６では、既にタイマによって
非使用時間を計測したことを意味するフラグｆに１が入
力されているか否かを検出する。そして、ｆが１でない
場合にはステップＳ１７に進み、ｆが１でない場合（ｆ
が０である場合）には後述するステップＳ１７からステ
ップＳ２０をスキップしてステップＳ２１に進む。

【００３３】ステップＳ１７では、タイマがカウントア
ップしたか否かを検出する。そして、タイマがカウント
アップしていない場合にはステップＳ１８に進み、ユー
ザが操作部１０ａから操作部１０ｅを操作することによ
る動作設定の変更があったか否かを検出する。そして、
変更がない場合にはステップＳ１６に戻り、変更があっ
た場合にはステップＳ１９に進み、カウントタイムを記
憶してステップ４に戻る。一方、ステップＳ１７で、タ
イマがカウントアップした場合にはステップＳ２０に進
み、タイマによって非使用時間を計測したことを意味す
るｆに１を入力してステップＳ２１に進む。

【００３４】ここで、前記ステップＳ１９を経てステッ
プＳ４に戻った場合には、新たに選択した動作設定にお
ける非使用時間に基づいた使用を許可しない設定時間か
ら、既にカウントしている記憶時間を差し引いた時間の
みカウントすることになる。

【００３５】次に、図７に示すように、ステップＳ２１
では、液晶パネル４の使用可能状態表示部６が点灯する
ように表示処理を実行した後、ステップＳ２２で、給水
が停止したか否かを検出する。そして、給水が停止して
いない場合にはステップＳ２３に進み、給水が停止した
場合にはステップＳ２４に進む。

【００３６】ステップＳ２３では、ユーザが操作部１０
ａから操作部１０ｅを操作することによる動作設定の変
更があったか否かを検出し、変更がない場合にはステッ
プＳ２２に戻り、変更があった場合にはステップＳ４に
戻る。

【００３７】ここで、このステップＳ２３を経てステッ
プＳ４に戻った場合には、ステップＳ２０でのフラグに
より、非使用時間に基づいた使用を許可しない時間カウ
ントは行わない。そのため、浄水または酸性水の設定か
らアルカリイオン水の設定に変更した際には、電解槽１
９に対して所定の電流または電圧が印加されるまで使用
を許可しない通電レベル処理が行われた後、使用可能な
状態となる。

【００３８】一方、前記ステップＳ２２で、給水が停止
したことを検出すると、ステップＳ２４で、電解槽１９
への通電を停止する。

【００３９】ついで、ステップＳ２５で、給水を停止し
た際の動作設定を記憶した後、ステップＳ２６で、タイ
マによって非使用時間を計測したことを意味するフラグ
ｆを０（計測なし）を入力する。

【００４０】その後、ステップＳ２７で、非使用時間を
計測するカウンタをリセットした後、ステップＳ２８
で、そのカウンタをスタートさせて図５に示すステップ
Ｓ１に戻る。

【００４１】次に、マイコンによる通電レベル処理につ
いて説明する。この通電レベル処理では、図８に示すよ
うに、まず、ステップＳ１５−１で、電解槽１９に対し
て通電された電流値を検出する。

【００４２】ついで、ステップＳ１５−２で、その電流
値がレベル表示部５の表示を１レベルアップ表示する電
流値になっているか否かを検出する。そして、レベルア
ップ表示する電流値になった場合にはステップＳ１５−
４に進み、レベルアップ表示する電流値になっていない
場合にはステップＳ１５−３を経てステップＳ１５−４
に進む。ステップＳ１５−３では、印加された電圧値は
レベルアップ表示する電圧値になっているか否かを検出
する。ここで、レベルアップ表示する電圧値になってい
ない場合にはステップＳ１５−２に戻り、レベルアップ
表示する電圧値になった場合にはステップＳ１５−４に
進む。

【００４３】ステップＳ１５−４では、レベル表示部５
を１レベル点灯数が増えるように表示変更を実行した
後、ステップＳ１５−５に進む。

【００４４】ステップＳ１５−５では、ユーザが設定し
たアルカリイオン水の濃度（強、中、弱）に応じた電流
値になったか否かを検出する。そして、設定電流値にな
った場合にはリターンする。一方、設定電流値になって
いない場合には、ステップＳ１５−６に進み、設定電圧
値になったか否かを検出する。ここで、設定電圧値にな
っていない場合にはステップＳ１５−１に戻り、設定電
圧値になった場合には素ターンする。

【００４５】なお、本発明のイオン水生成器１は前記実
施形態の構成に限定されるものではない。例えば、前記
実施形態では、設定状態を表示するパネルとして液晶パ
ネル４を適用し、該液晶パネル４にセグメント電極から
なるレベル表示部５を設けたが、図９に示すように、多
数のＬＥＤ２５からなるレベル表示部５を設け、該ＬＥ
Ｄの点灯数によって電解度を段階表示するようにしても
よい。また、前記実施形態では、３段階の強度のアルカ
リイオン水と、酸性イオン水、そして、浄水をそれぞれ
スイッチ１０ａ〜１０ｅによって選択するようにした
が、使用目的を示す表示を設けたスイッチ１０によって
選択するようにしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン水生成器は、電解槽での電解度を表示パネルに
レベル表示するため、ユーザはその表示を見ることによ
って電解度を判別することができる。また、そのレベル
表示は、電解電流値と流量との演算に基づいたアルカリ
度を表示しているため、原水である水道水が遊離炭酸を
多く含んだものであっても確実に電解度をレベル表示す
ることができる。その結果、電気分解は十分になされて
いる状態にも関わらず、レベルが上がらないという不都
合を防止できる。その結果、ユーザが故障したと勘違い
することはなく、安心して使用してもらうことができ
る。

【００４７】また、電解度に基づいた使用可否状態の判
断と、給水を停止した後にカウントした非使用時間に基
づいた使用可否状態の判断との両方で使用可能と判断す
ると、注出した水の使用を許可する表示を前記表示パネ
ルに表示するため、ユーザは、注出された水を使用して
もよい状態か、使用してはいけない状態かを容易に判別
できる。そのため、十分に電気分解されていない水をユ
ーザが使用することを確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態であるイオン水生成器を示
す斜視図である。

【図２】図１の正面中央横断面図である。

【図３】図１の正面図である。

【図４】電解度とアルカリ度の関係を示すグラフであ
る。

【図５】マイコンの動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】図５の続きのフローチャートである。

【図７】図６の続きのフローチャートである。

【図８】図６の通電レベル処理を示すフローチャート
である。

【図９】操作パネルの変形例を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１…イオン水生成器、２…本体、４…液晶パネル、１０
ａ〜１０ｇ…スイッチの操作部、１４…浄水槽、１５…
流量センサ、１６…浄水カートリッジ、１９…電解槽。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村垣雅人大阪府大阪市北区天満１丁目20番５号象印マホービン株式会社内 (56)参考文献特開平９−38650（ＪＰ，Ａ) 特開平10−314744（ＪＰ，Ａ) 特開平６−178981（ＪＰ，Ａ) 特開平４−197488（ＪＰ，Ａ) 特開平11−290852（ＪＰ，Ａ) 特開平７−31977（ＪＰ，Ａ) 特開平８−323362（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 1/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原水をろ過する浄水槽と、ろ過した浄水
をアルカリイオン水と酸性イオン水に電気分解する電解
槽と、該電解槽に通電する電流値を検出する電解電流検
出手段と、前記電解槽に供給される流量を検出する流量
検出手段と、設定状態を表示するパネルとを備えたイオ
ン水生成器において、前記電解電流検出手段によって検出した電流値と、前記
流量検出手段によって検出した流量とから前記電解槽で
の電解度を演算し、該電解度を前記表示パネルに段階的
にレベル表示するとともに、前記電解度に基づいた使用可否状態の判断と、給水を停
止した後にカウントした非使用時間に基づいた使用可否
状態の判断との両方で使用可能と判断すると、注出した
水の使用を許可する表示を前記表示パネルに表示するよ
うにしたことを特徴とするイオン水生成器。
【請求項２】前記レベル表示は、アルカリ度を示すも
のであることを特徴とする請求項１に記載のイオン水生
成器。