JP3597580B2 - 整水器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、陰極板と陽極板とを隔膜を介して対向して配備した電解槽内に連続的に給水し陰陽両極での電気分解により生成したイオン水を取り出す整水器に係り、特に給水量の変化に左右されることなく利用者が入力した電解条件に応じた水素イオン濃度のイオン水を常に生成するための電解電源の印加条件の制御に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
最近、陰極板と陽極板とを隔膜を介して対向して配備した電解槽内に水道水を連続的に流し陰陽の両電極で電気分解し、陰極で生成するアルカリ性イオン水と陽極で生成する酸性イオン水を隔膜の作用で互いに分離し、イオン水を飲料或いは食品加工用に利用する場合はアルカリ性イオン水を、美容或いは殺菌用に利用する場合には酸性イオン水といったように利用目的にあった水素イオン濃度のイオン水を取水管から採取する、いわゆる整水器が開発され盛んに利用されるようになった。
【０００３】
そこで整水器では、用途に合った水素イオン濃度すなわちｐＨのイオン水を得るため、入力装置には電解条件の入力装置が配備されていて、生成するイオン水をアルカリ性とするのか酸性とするのかの電解モードと、この水のアルカリ度或いは酸性度をどの程度とするのかの電解度とを電解条件として利用者が入力するよう構成されている。
【０００４】
このように電解条件が利用者が用途に合わせてを任意に入力できるよう構成されているので、制御装置には、入力された電解条件に応じたイオン水が得られるように水を電気分解するために電極に印加する電源の極性と強度とを制御するための電源印加条件設定手段が設けられている。
【０００５】
すなわち整水器は、同一の取水管からアルカリ性水及び酸性水が共に採取できるようにするため、電極の極性を反転させながら電気分解し同一の電極部でアルカリ性水と酸性水とが生成できるように構成されているので、制御装置は、電極に対し印加する電源の極性を入力された電解モードに応じて切り換えるようまず印加極性を制御する。
【０００６】
次に水の電気分解では電解時間が一定ならば当然のことながら電極に印加される電源の強度により電解度すなわち得られるイオン水のアルカリ性度或いは酸性度が変わるので、入力された電解度に応じて、定電圧電解の場合には電圧、定電流電解の場合には電流、パルス電解の場合にはデユーテイといったように、各々の電解方式に応じて電源の印加強度の制御をする。
【０００７】
この電解強度の制御をするために制御装置の記憶装置には、アルカリ性及び酸性の両電解モードにおける電解度と電源強度との関係が標準条件での実験により求めて標準電解データとして記憶されており、したがって制御装置の電源印加条件設定手段は、入力された電解モードと電解度に応じ、標準電解データを記憶装置から読み出したデータに基づいて電極に対する電源の印加強度を設定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上のように制御装置を標準電解データに基づいて電源の印加強度を設定するように構成した場合、標準電解データを求めた際の実験条件と、実際に装置を利用する際の条件が異なるために、利用者が入力した電解度のイオン水が得られない場合がしばしばある。
【０００９】
すなわち、水を電気分解した場合の電解度は、電源の印加強度により変化するのは当然であるが、電源印加強度を一定にしても水質、水温、水量等によっても変化し、装置の使用環境は様々なので水質と水温がまず標準電解データを求めた際の実験条件異なる。
【００１０】
次に整水器は一般に切換弁を介して水道の蛇口に直接取り付けられるので、蛇口の開き具合や水圧の変化の影響を直接受けて水量が非常に変動し、標準電解データを求めた際の水量と実際の利用時の水量とに大きな差が生じ易い。
【００１１】
このため整水器を利用する当たっては、計量用のコツプに水を汲んで水量を計りながら、或いは装置に配備された水量表示装置で水量を確認しながら、水道の蛇口の開き具合を調節し、標準水量が得られるようになってからイオン水を採取するようにしていた。
【００１２】
しかしながら、水道水の水圧は、日、時間、周辺の水道での水の利用状況等様々な条件によって絶えず変化しているので、いくら蛇口の開き具合を一旦標準水量になるように調節しても、水圧変化の影響ですぐに水量が標準水量と異なるようになってしまい、電解度の変動を避けることはできなかった。
【００１３】
給水管に自動水量調節器を配備すれば、水量の変動を押さえて絶えず標準水量を確保することは可能であるが、自動水量調節器を配備すると装置のコストが高くなり、さらに前記したように電解度は水質や水温によっても変動するので、水量をいくら標準水量に調節しても水温や水質の調節はできないので、やはり所定の電解度が得られない場合がある。
【００１４】
本発明は前記したような従来技術に欠点を解消し、水質、水温、水量の総ての電解度を変動させる要因を含めて標準電解データを補正し、絶えず入力した電解度のイオン水が得られるような制御装置を持った整水器を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、給水量を検知する水量検知手段（５）と、電解条件入力手段（１３）から入力される電解条件に応じたｐＨ値の電解イオン水を生成するための標準電解データを予め定めて記憶させた標準電解データ記憶手段（１７）と、該標準電解データと、前記水量検知手段（５）により検知された給水量とに基いて電源印加条件を設定する電源印加条件設定手段とを配備した整水器において、電解条件入力手段（１３）から入力された電解条件で、前記給水管（３）に設けられた給水量を手動調節する水量調節手段（４）により水量を調節して電解を行い、生成した電解イオン水のｐＨ値が入力された電解条件と一致した時点における電解条件、電源印加条件、及び給水量を初期設定電解データとして設定する初期電解データ設定手段（１４）と、該初期電解データ設定手段（１４）により設定された初期設定電解データを記憶する初期設定電解データ記憶手段（１８）と、該初期設定電解データに基いて前記標準電解データを補正演算して補正電解データを作成する電解データ補正演算手段（１９）と、該補正電解データと前記水量検知手段（５）によって検知される給水量とに基いて前記電源印加条件設定手段（１６）により電源印加条件を設定することにして課題を解決した。
【００１６】
【発明の作用】
本発明は以上のように構成され、利用者が装置の利用の開始に際して電解条件を入力するとまず標準電解データに基づく制御により電極に電源が印加され水の電気分解が行われる。
【００１７】
そこで利用者はｐＨ試験紙等を利用して取水管から採取されたイオン水の電解度入力条件に適合したものであるかを判別し、電解度が入力条件に適合しないものであった場合には、給水管の蛇口のような手動流量調節手段で水量を電解度が入力条件に適合するようになるまで調節する。
【００１８】
電解度が入力条件に適合するようになった段階で利用者が初期設定手段を操作すると、電解度が入力条件に適合するようになった時点での初期設定電解データである、入力された電解条件、電源の印加条件及び給水管に配備した水量検知手段が自動的に検知した水量が初期設定電解データ記憶手段に記憶される。
【００１９】
するとその後は、制御装置は標準電解データ記憶手段に記憶された標準電解データを検知水量に応じて電解データ補正演算手段で補正演算し、電源印加条件設定手段はこの補正電解データに基づいて電源印加条件を設定するので、絶えず水量の変化に応じて電源の印加強度は補正されていることになる。
【００２０】
この場合標準電解データは初期設定電解データに基づいて検知水量に応じて補正されるが、補正の基礎となる初期設定電解データの中の補正要因としてのデータである水量データの中には単に水量の補正だけでなく水質及び水温の補正の要素も含まれているので、電解度に影響を与える水量、水質、水温の総ての要素について必然的に補正されたことになる。
【００２１】
また入力する電解条件を変えても、入力電解条件も補正要因に入っているので当然のことながら自動的に補正される。
【００２２】
なお水温等が初期設定時と大幅に変わると当然のことながら初期設定の電解データでの補正では採取されるイオン水のｐＨと入力した電解度との間に差が生じてしまう可能性もあるが、初期設定データ記憶手段として消去可能ＲＯＭを利用していれば再度初期設定しデータを更新すれば適正な補正ができるようになる。
【００２３】
【実施例】
次に本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
【００２４】
まず図１の基本ブロツク図に基づいて本発明の基本的な構成を説明すると、１が水道２に連結する給水管３が給水口に接続する電解槽であり、給水管３の途中に電解槽１への給水量を手動で調節するための水量調節手段４と実際の給水量を自動的に検知するための水量検知手段５とが配備されている。
【００２５】
６はアルカリ性或いは酸性の利用目的に合った方のイオン水を取り出すため電解槽１の取水口に接続された取水管であり、７は採取の目的とは異なる方のイオン水を捨てるため排水口に接続された排水管である。
【００２６】
８は電解用の電源である電解電源であり、この電解電源８は、印加する電源の強度電を切り換える印加強度切換手段１０及び印加する電圧の極性を切り換えるための印加極性切換手段１１が途中に配備された電源供給回路９を介して電解槽１の電極に接続している。
【００２７】
１２は装置の運転条件等を入力するための入力手段であり、この入力手段１２には電解条件を入力するための電解条件入力手段１３と初期設定手段１４とが配備されている。
【００２８】
電解条件入力手段１３は、採取する水をアルカリ性水とするアルカリ電解とするのか酸性水とす酸性電解とするのかの電解モードの選択と、採取する水のｐＨすなわちアルカリ性水の場合のアルカリ度或いは酸性水の場合の酸性度どの程度とするのかの電解度設定とをする。
【００２９】
初期設定手段１４は、利用者が装置の利用の開始に際して取水管７から採取されるイオン水が前記電解条件入力手段１３で入力された条件に適合するように水量調節手段４で水量の調節をした際に、この時点の入力電解条件、水量検知手段５が検知した水量、電源の極性及び強度の印加条件を初期設定電解データとして設定する。
【００３０】
１５は電解槽１における水の電気分解の全ての条件を自動的に制御する制御手段であり、１６は電解条件入力手段１３で入力された電解条件に応じて電源の極性及び定電圧電解の場合の電圧、定電流電解の場合の電流、パルス電解の場合のデユーテイ等の強度の印加条件を設定する電源印加条件設定手段であり、１７は標準電解データ記憶手段であり、アルカリ性及び酸性の両電解モードにおける電解度と電源強度との関係、すなわち標準条件での実験により求めた入力電解条件と標準電源印加条件との関係が標準電解データとして記憶されている。
【００３１】
１８は初期設定電解データ記憶手段であり、利用者が前記初期設定手段１４により装置の利用の開始に際して取水管７から採取されるイオン水が前記電解条件入力手段１３で入力された条件に適合するように水量調節手段４で水量の調節をした際に設定した、入力電解条件、水量検知手段５が検知した水量、電源の極性及び強度の印加条件を初期設定電解データとして記憶する。
【００３２】
１９は電解データ補正演算手段であり、標準電解データ記憶手段１７に記憶された標準電解データを初期設定電解データ記憶手段１８に記憶された初期設定電解データに基づいて水量検知手段５が検知した水量変化及び電解条件入力手段１３による電解条件の入力の変更に応じて、電源印加条件設定手段１６に送る電解データを補正演算する。
【００３３】
以上のように基本的に構成される本発明を制御ブロツク図として示すと図２の通りであり、２０が入力手段１２としての入力キーであり、この入力キー２０には、電解条件入力手段としての電解モードキー２１及び電解度キー２２と初期設定手段１４としての初期設定キー２３等が配備されている。
【００３４】
２４は水量検知手段５としての水流センサであり、２５は制御手段１５としてのマイクロコンピユータによる制御装置であり、２６が電源印加条件設定手段１６及び電解データ補正演算手段１９として機能し、また水流センサ２４で検知した水流に基づいて水量を演算する水量演算手段として機能したりする中央演算処理装置としてのＣＰＵである。
【００３５】
２７はＣＰＵ２６による演算処理のプログラムを記憶するプログラムＲＯＭ、２８はＣＰＵ２６による演算処理のためのデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００３６】
２９が標準電解データ記憶手段１７としての標準電解データ記憶ＲＯＭであり、３０が初期設定電解データ記憶手段１８としての消去可能プログラマブルＲＯＭである初期設定電解データ記憶ＥＰＲＯＭである。
【００３７】
３１は電源印加条件設定手段１６としてのＣＰＵ２６の制御に基づいて定電圧電解の場合に印加電圧を所定の電圧に切り換える印加強度切換手段１０としての電圧切換回路であり、３２は同じく電源印加条件設定手段１６としてのＣＰＵ２６の制御に基づいて電源の極性を所定のものに切り換える印加極性切換手段１１としての極性切換回路である。
【００３８】
以上のように構成される本発明の装置では、装置の利用の開始に際しては、利用者が入力キー２０の電解条件入力手段１３として電解モードキー２１及び電解度キー２２によって、アルカリ電解をさせるのか或いは酸性電解をさせるのかの電解モードをまず選択し、次いで選択された電解モードにおいてどの程度のｐＨのイオン水の生成、すなわちどの程度の電解度の電解を望むのかを設定して電解条件を入力する。
【００３９】
電解条件が入力されると、制御手段１５としての制御装置２５は、電源印加条件設定手段１６としてのＣＰＵ２６が標準電解データ記憶手段１７としての標準電解データ記憶ＲＯＭ２９から入力電解条件に応じた標準電解データを呼び出して電源の極性と強度との印加条件を設定する。
【００４０】
電源印加条件設定手段１６としてのＣＰＵ２６が電源の印加条件を設定すると、電極に対する電源の印加条件は、印加強度切換手段１５としての電圧切換回路３１を介して印加電圧が所定の電圧に切り換えられ、同時に印加極性切換手段１１としての極性切換回路３２を介して印加極性も所定の極性に切り換えられ、電解データの補正が行われない標準電解データに基づく印加条件での水の電解を開始する。
【００４１】
水の電解が開始されたなら利用者は取水管６から生成したイオン水を採取してｐＨ試験紙、或いはｐＨメータ等を利用して生成水の電解度が入力した電解度と合致していいる否かを判別する。
【００４２】
生成水の電解度が入力した電解度と合致している場合にはそのままの状態で、合致していない場合には手動の水量調節手段４としての水道の蛇口等により水量を調節し合致した状態にして、初期設定手段１４としての初期設定キー２３で初期設定する。
【００４３】
初期設定キー２３で初期設定されると、初期設定電解データ記憶手段１８としての初期設定電解データ記憶ＥＰＲＯＭ３０に、初期設定された際の入力電解条件、電源印加条件設定手段１６としてのＣＰＵ２６により設定された電源印加条件、及び水流センサ２４で検知された水流に基づいて水量演算手段としても機能するＣＰＵ２６により演算された水量が記憶される。
【００４４】
このようにして初期設定キー２３で設定された初期設定電解データが初期設定電解データ記憶ＥＰＲＯＭ３０に一旦記憶されると、以降はこの初期設定データに基づいて標準電解データ記憶ＲＯＭ２９の標準電解データが水流センサ２４により検知され水量の変化や、電解モードキー２１や電解度キー２２によって入力される電解条件の変化に応じて補正演算手段１９としてのＣＰＵ２６により補正されるようになる。
【００４５】
すなわち、初期設定電解データが初期設定された以降は、標準電解データ記憶ＲＯＭ２９に記憶された標準電解データは初期設定電解データ記憶ＥＰＲＯＭ１８に記憶された初期設定データに基づいて絶えず水流センサ２４が検知する水流や電解モードキー２１及び電解度キー２２からの入力条件の変化に応じてＣＰＵ２６で補正演算され電源の印加条件が設定されるようになる。
【００４６】
したがって初期設定電解データが初期設定された以降は電極には水量や入力電解条件の変化に応じた補正電解データに基づく条件の電源が電極に印加され水の電気分解が行われるようになるので、入力電解条件と合致した電解度のイオン水が絶えず取水管から採取されるようになる。
【００４７】
水温や入力電解条件が初期設定時と大幅に変わり生成するイオン水の電解度が入力した電解度と合致しなくなった場合には、再び前記したような手順で初期設定をし、初期設定電解データ記憶ＥＰＲＯＭの初期設定データを更新すれば正確な補正が行われ、入力電解条件と合致した電解度のイオン水が絶えず取水管から採取されるようになる。
【００４８】
次に図３に基づいて実際の装置の構成を説明する。
【００４９】
水道２と電解槽１とを連結する給水管３の途中に前記した水量を手動調節するための蛇口３３及び水流センサ２４の他に浄水タンク３４が配備され、この浄水タンク３４には活性炭のような濾材３５が充填されていて、電解槽１で電解する前に水道水中から塩素等の含有物を取り除く。
【００５０】
電解槽１には中央に陽極板３６が配備され、この陽極板３６に対向して隔膜３７を介して２枚の陰極板３８が配備され、リブ３９により陽極室４０と陰極室４１とに分けられている。
【００５１】
この装置では電解モードよって極板の極性が反転され陽極板３６が陰極板に、陰極板３８が陽極板に切り換えられて電解が行われるので、陰陽両極板とも不溶性である必要があり、総ての極板がチタン上に白金を被覆したような不溶性極板が用いられる。
【００５２】
また電解槽１のカバー４２には給水管３が接続する給水口４３と、陽極室４０に連通し、排水管７が接続する排水口４４と、陰極室４１に連通し、取水管６が接続する取水口４５とが設けられている。
【００５３】
したがって入力キー２０の電解モードキー２１によりアルカリ電解のモードが選択されている場合には、制御装置２５の制御によって極性切換回路３２によって陽極板３６には陽極が、陰極板３８には陰極となり、電圧切換回路３１を介してこれらの陰陽両電極３６、３８に対して電解度キー２２で設定された電解度に応じた電圧の電源が印加され、電解モードキー２１で酸性電解のモードが選択された場合には、陰陽両極３６、３８には極性切換回路３２を介してアルカリモードの場合とは逆極性の電源が印加される。
【００５４】
このように構成される装置でイオン水を生成するに際しては、まず入力キー２０の初期設定キー２３を用いて電解データの初期設定をする必要がある。
【００５５】
この初期設定の方法は、装置の運転を開始した際に取水管６から採取された電解モードキー２１で入力された電解モードのイオン水をｐＨ試験紙等でｐＨを見ながら蛇口３３の開き具合を調節しｐＨを電解度キー２２で入力した電解度となるようにし、蛇口３３の開き具合の調節により採取されたイオン水のｐＨが入力された電解度と合致したなら直ちに初期設定キー２３で初期設定する。
【００５６】
初期設定をした後は取水管６からは水圧の変動によって給水管３に流れる水の量がいくら変化しても電解度キー２２で入力した電解度のイオン水が絶えず採取できるようになり、途中で電解モードキー２１また電解度キー２２を用いて入力する電解条件を変えても、電解度キー２２で入力した電解度のイオン水が絶えず採取できる状態は変わらない。
【００５７】
もし水温や水質或いは入力電解条件が大幅に変化し電解度キー２２で入力した電解度のイオン水が採取できない状態になったら、前記したように、蛇口３３で給水管３に流れる水の量を調節しながら再び初期設定すればその後は更新された初期設定電解データで標準電解データが補正されるようになるので、電解度キー２２で入力した電解度のイオン水が再び絶えず採取できるようになる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は以上のような構成及び作用のものであり、利用が装置の開始に際して水道の蛇口をひねって給水量を調節して採取した水のｐＨを入力した電解度に合わせる初期設定をするだけで、後は電解度に影響を与える水量、水質、水温の総ての要因を含んだ補正をしながら水は電気分解されるようになる。
【００５９】
この結果、水圧変化に伴って水量の変動が非常に激しかったり、或いは水質や水温が標準とかなり異なったりするような場所に装置が設置されても、利用者が入力した電解条件と全く一致したイオン水が絶えず採取されるようになる。
【００６０】
しかもこの装置は、従来の装置に単に初期設定キーを加えただけ程度のものであるので、給水管に自動水量調節装置を配備すると同時に取水管にｐＨの自動検知装置を設け自動調節により入力電解条件と採取したイオン水のｐＨとを一致させるようにした装置に比べはるかにコストが安くなり、しかも性能はこのような自動調節装置と比べても優ることはあっても決して劣らない。
【図面の簡単な説明】
【図１】基本ブロツク図、
【図２】制御ブロツク図、
【図３】装置構成図。
【符号の説明】
１ 電解槽
３ 給水管
４ 水量調節手段（手動）
５ 水量検知手段
１３ 電解条件入力手段
１４ 初期設定手段
１５ 制御手段
１６ 電源印加条件設定手段
１７ 標準電解データ記憶手段
１８ 初期設定電解データ記憶手段
１９ 電解データ補正演算手段

Claims (1)

1. 給水量を検知する水量検知手段（５）と、電解条件入力手段（１３）から入力される電解条件に応じたｐＨ値の電解イオン水を生成するための標準電解データを予め定めて記憶させた標準電解データ記憶手段（１７）と、該標準電解データと、前記水量検知手段（５）により検知された給水量とに基いて電源印加条件を設定する電源印加条件設定手段とを配備した整水器において、電解条件入力手段（１３）から入力された電解条件で、前記給水管（３）に設けられた給水量を手動調節する水量調節手段（４）により水量を調節して電解を行い、生成した電解イオン水のｐＨ値が入力された電解条件と一致した時点における電解条件、電源印加条件、及び給水量を初期設定電解データとして設定する初期電解データ設定手段（１４）と、該初期電解データ設定手段（１４）により設定された初期設定電解データを記憶する初期設定電解データ記憶手段（１８）と、該初期設定電解データに基いて前記標準電解データを補正演算して補正電解データを作成する電解データ補正演算手段（１９）と、該補正電解データと前記水量検知手段（５）によって検知される給水量とに基いて前記電源印加条件設定手段（１６）により電源印加条件を設定するようにしたことを特徴とする整水器。

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