JP3641770B2

JP3641770B2 - 電解水生成器の電源装置

Info

Publication number: JP3641770B2
Application number: JP03704597A
Authority: JP
Inventors: 進田中
Original assignee: 日本インテック株式会社
Priority date: 1997-02-05
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2017-02-05
Also published as: JPH10216723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水道水などの原水を電気分解して陽極水と陰極水を連続的に生成する電解水生成器における、電解槽に供給する直流電源の電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成器は電解槽内をイオン透過性隔膜によって陰極室と陽極室に分域し、それぞれの室内に電極を挿入し、極室内に供給した原水を電極間の通電によって電気分解することにより、陰極室に陰極水、陽極室に陽極水を電解生成するものである。
所望の電解度の電解水を得るには陰陽極間に印加する電解電圧／電流を制御する方法などを用い、所望する電解度の電解水を得ている。
【０００３】
従来の電解槽に供給する直流電圧の電源装置として、電解槽の陰陽極間に印加する直流電圧を得る電源トランスの２次側に出力電圧を可変するための所定のタップを設け、そのタップを選択する手段を設けて所望の電圧を得て陰陽極間に印加している。
上記電源トランスの２次側に出力電圧を可変するための所定のタップを設ける方式では連続的に電圧を可変することは困難であり、また、自動的に電解度を可変する装置には不向きである。
【０００４】
これとは別に、特開平５−１１５８７５号公報に示されているように、パルス幅に対応して直流電圧を制御するパルス幅制御型スイッチングレギュレータ（ＰＭＷ）を用いた装置がある。
このパルス幅に対応して直流電圧を制御するＰＭＷを用いた装置では、トランスに接続される回路が多くあり、トランスからのリード線を多く必要とするので、配線が複雑であるばかりでなく、電極に印加する直流電圧の制御ユニットの構成が複雑であるので大型かつ高価になり、家庭用電解水生成器には使用しずらい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は上述した従来装置の課題を解決し、構成簡単で、高性能かつ無接点方式で、しかも安価な電解水生成器用電源を特願平７−３５１９３４号で提案した。
【０００６】
図２は上記電解水生成器用電源の一例である。同図において、ＡＣは１００Ｖ交流電源、３０はトライアック、３１はその位相制御回路、３２は電源トランスで、その２次側にセンタータップ３２ａを備えている。３３はダイオードブリッジ回路で、その一対の端子３３ａは電源トランス３２の２次側に接続され、他の一対の端子３３ｂはスイッチ素子３４、３５の一端に接続される。スイッチ素子３４、３５の他の一端の接続点３８は電解槽３６の一方の電極３６ａに、また、電源トランス３２のセンタータップ３２ａは他方の電極３６ｂにそれぞれ接続されている。
【０００７】
スイッチ素子３４、３５としては、例えば、パワーＭＯＳ−ＦＥＴ素子が用いられ、それぞれのゲート３４Ｇ、３５Ｇは電極反転制御回路３７に接続される。
電極反転制御回路３７によりスイッチ素子３４または３５をオン、オフすることによってダイオードブリッジ回路３３から出力される前記センタータップ３２ａを基準とする両波整流された＋または−の直流電圧Ｅ＋またはＥ−が電極３６ｂ、３６ａに印加される。すなわち、電源トランスの２次側電圧がダイオードブリッジ回路によって整流され、直流電圧として極性反転用スイッチ素子を介して電解槽の電極に印加される。このように、電極の反転はスイッチ素子をもって行うことができるがリレーをもって切り換えてもよい。
【０００８】
位相制御回路として図３に示すように、上記電源トランス３２の１次側にトライアック３０を挿入し、トライアック３０の通電位相を制御して上記直流電圧を制御する。この位相制御のため、発光ダイオード（ＬＥＤ）および該発光ダイオードに応答する光導伝セル（Ｃｄｓ）から成るＣｄｓホォトカプラ４２が使用され、光導伝セルはトライアック３０に接続されると共に、発光ダイオードには流量センサ４４、デューティ変換回路４５、周波数／電圧（Ｆ／Ｖ）変換回路４６を介して電解槽内に供給される原水の流量に応じた信号が与えられる。
例えば、上記原水に応答する流量センサ４４の出力パルスがデューティ変換回路４５を介して周波数／電圧変換回路４６に与えられ、その出力電圧が上記発光ダイオードに印加されて、光導伝セルの抵抗値が可変され、トライアックの通電位相角の連続可変制御が行われる。
【０００９】
流量センサ４４は電解槽３６に供給される原水に応答してその流量に対応するパルスを出力し、その出力パルスはデューティ変換回路４５を介して周波数／電圧変換回路４６に与えられる。該回路４６は上記流量に対応する直流電流を出力し、発光ダイオード（ＬＥＤ）に順方向電圧として与えるもので、光導伝セルＣｄｓの抵抗は上記流量に対応するものとなり、これに応じたトリガー電流がトライアック３０に与えられてトリガーする。
【００１０】
かくして流量センサ４４の出力パルスをＦ／Ｖ変換することによって得られる直流電圧がＣｄｓホォトカプラ４２ＬＥＤ順方向電圧として与えられ、流量に応じて電解槽３６内の電極３６ａ、３６ｂに印加される直流電圧が制御されるので、流量が変化した場合のｐＨの変化量の安定化を行うことができる。この場合、デューティ変換回路４５により流量センサ４４の出力パルスのデューティ比を可変することができ、これによって基本的な電力制御が可能である。
【００１１】
さて、上述した電解水生成器によれば前述した従来の課題は解決されるが、実用上ではなおまだ下記のような点で改良の余地がある。
（イ）使用上において、必ずしも安定性がよくない。
（ロ）総合的に部品点数が多く、コストアップとなっている。
【００１２】
本発明の目的はｐＨ値の連続的な可変制御を行うことができ、使用上において安定性がよく、しかも部品点数も少ない安価な電解水生成器用電源を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電解水生成器の電源装置は、電解槽をイオン透過性隔膜によって分域し、陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室の電極間に所定直流電流を印加する電解電源を設けて前記電解槽内に供給される原水を上記電極間の通電によって電解し、陰極室に陰極水、陽極室に陽極水を生成する電解水生成器において、
前記電源を供給する電源トランスの１次側に挿入されたトライアックと、該トライアックの通電位相を制御する位相制御回路と、からなる前記直流電圧の制御手段を備え、上記位相制御回路はコントロール手段と、コントロール手段の出力に応答して時定数が定めるワンショットマルチバイブレータ、トライアックカプラを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２の電解水生成器の電源装置は、請求項１の電解水生成器の電源装置であって、上記トライアックの通電位相を制御する位相制御は供給電源のゼロクロスから上記ワンショットマルチバイブレータのパルス幅に対応して制御されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の電解水生成器用電源の一実施例で、図２、図３と同一符号は同一または類似の回路を表す。
【００１６】
図１において、電源トランス３２と共に商業交流電源を入力する制御トランス２の整流器３で全波整流された脈流、図示ａはスイッチ４によりゼロクロスごとに動作特性に対応したパルス、図示ｂを出力する。すなわち、商業周波数が５０Ｈｚであるならば１０μｍ／ｓごとに幅１μｍ／ｓ程度のパルスを出力し、第１のワンショットマルチバイブレータ５に入力する。第１のワンショットマルチバイブレータ５は上記パルスのダウンエッジをもってトリガーし、抵抗Ｒ₁ と抵抗Ｒ₂ 、コンデンサＣ₁ で規定される時定数をもつワンショットパルスを出力する。
抵抗Ｒ₂ はコントロール手段１０の出力で可変する抵抗である。従って、コントロール手段１０の出力につれてその抵抗は最大値から最小値まで可変するのでワンショットパルスの幅は抵抗Ｒ₂ によって変動する。
【００１７】
コントロール手段１０は、例えば、電解水の電解度を生成器の使用者の所望によって可変する、生成器に付設された電解度可変つまみ（ｐＨ選択手段）と関連して抵抗Ｒ₂ を可変してもよく、電解槽に供給される原水の量や伝導度（伝導度センサ）と関連させて自動的に抵抗Ｒ₂ を可変する機構としてもよい。また、ｐＨ選択手段と伝導度センサを関連させて１つの回路構成とし、抵抗Ｒ₂ を可変する機構としてもよい。
【００１８】
伝導度センサは、例えば、水流中に相対向する２枚の金属板を置き、この金属板間に所定の時間所定のパルス電圧を印加するものである。水流に電解質を多く含むとき上記金属板間の導電性はよく、逆に、水流に電解質を少なく含むとき金属板間の導電性は悪くなることから、水流の導電率に対応した検出出力電圧を得ることができる。
この検出出力電圧が高いとき、抵抗Ｒ₂ は増大するが、検出出力電圧が低いとき抵抗Ｒ₂ は減少することになる。その場合でも一定の時定数を確保するために抵抗Ｒ₁ をもって機能させる。この結果、コントロール手段１０の検出出力電圧に対応した時定数をもったワンショットパルスが出力される。
【００１９】
第１のワンショットマルチバイブレータ５から出力するパルスのダウンエッジをトリガーとして第２のワンショットマルチバイブレータ６はその時定数を規定する抵抗Ｒ₃ 、コンデンサＣ₂ によりトリガーパルスを出力する。このトリガーパルスは第１のワンショットマルチバイブレータ５のパルスの幅のため、上記脈流のゼロクロスから水質センサ１０の検出出力電圧に相当するパルス幅分の遅れをもち、ゼロクロスに対応して出力する。つまり、上記の商業周波数であるならば１０μｍ／ｓごとに第１のワンショットマルチバイブレータ５で規定される遅れをもち、抵抗Ｒ₃ 、コンデンサＣ₂で規定される時定数のパルスを出力する。このトリガーパルスはスイッチ７を介してトライアックカプラ８を構成するＬＥＤに入力され、交流電源の±の双方向波形に合わせて信号を出力する。この出力はヒステリシス回路４０を経てトライアック３０を作動する。この結果、生成器使用者の所望によって規定される電解度や電解槽内に供給される原水の量や水質に応じた信号に対応する、コントロール手段１０の出力によって抵抗Ｒ₂ が可変され、この結果、トライアック３０の通電位相が制御され電源トランスから電極印加用直流電圧が出力される。
【００２０】
なお、コントロール手段１０を構成する回路はそれ自体公知の回路を用いればよく、特に限定された構成のものを使用する必要はない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、実用上下記のような優れた効果を得ることができる。
（イ）装置使用者の所望によって規定される電解度や電解槽内に供給される原水の水質や流量に応じて電解水のｐＨ値を連続的に可変制御することができる。従って、水質や流量が変化した場合でもｐＨ値の変動を自動的に抑えることができる。（ロ）トライアックの通電位相を、簡単な回路によって制御できるので、総合的に部品点数が少なくて済み、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】従来のトライアックをもって位相制御を行う電解水生成器用電源の一例である。
【図３】先願発明の位相制御回路を示す図である。
【符号の説明】
２制御トランス
３整流器
４スイッチ
５第１のワンショットマルチバイブレータ
６第２のワンショットマルチバイブレータ
８トライアックカプラ
１０コントロール手段
３０トライアック
３１位相制御回路
３６電解槽
３７電極反転制御回路
４０ヒステリシス回路

Claims

電解槽をイオン透過性隔膜によって分域し、陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室の電極間に所定直流電流を印加する電解電源を設けて前記電解槽内に供給される原水を上記電極間の通電によって電解し、陰極室に陰極水、陽極室に陽極水を生成する電解水生成器において、
前記電源を供給する電源トランスの１次側に挿入されたトライアックと、該トライアックの通電位相を制御する位相制御回路と、からなる前記直流電圧の制御手段を備え、上記位相制御回路はコントロール手段と、コントロール手段の出力に応答して時定数が定めるワンショットマルチバイブレータ、トライアックカプラを含むことを特徴とする電解水生成器の電源装置。
請求項１の電解水生成器の電源装置であって、上記トライアックの通電位相を制御する位相制御は供給電源のゼロクロスから上記ワンショットマルチバイブレータのパルス幅に対応して制御されることを特徴とする電解水生成器の電源装置。