JP4007322B2 - Electrolyzed water generator - Google Patents
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Description
本発明は、原水を一対の電極間に電圧を印加することで原水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置に関するものであり、詳しくはpHセンサにより検出した検出pH値に基づいて電解槽の電界強度をフィードバック制御するフィードバック制御モードを備えた電解水生成装置に関する。 The present invention relates to an electrolyzed water generating device that electrolyzes raw water by applying a voltage between a pair of electrodes to generate electrolyzed water, and more specifically, based on a detected pH value detected by a pH sensor. The present invention relates to an electrolyzed water generating apparatus having a feedback control mode for feedback control of the electric field strength of an electrolytic cell.
従来から陰極及び陽極からなる一対の電極を備えた電解槽により原水を電気分解処理して飲用のアルカリ性電解水(アルカリイオン水)と外用の酸性電解水を得る電解水生成装置が知られている。電解水生成装置としては上流端を水道蛇口を介して原水路に接続した通水路の途中に電解槽を設け、該電解槽により連続的に電解水を生成する所謂連続式のものがある。この種の連続式の電解水生成装置には予め設定された目標pH値の電解水を得るために電解槽の電界強度を目標pH値に応じた一定の値として原水を電解処理するものがあるが、このものは原水管を流れる原水の水質により電解槽で生成される電解水のpH値が異なってしまい、目標pH値の電解水が得られない場合が多々あった。 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrolyzed water generating apparatus is known in which raw water is electrolyzed by an electrolytic cell having a pair of electrodes composed of a cathode and an anode to obtain drinking alkaline electrolyzed water (alkali ion water) and external acidic electrolyzed water. . As the electrolyzed water generating device, there is a so-called continuous type in which an electrolyzer is provided in the middle of a water passage having an upstream end connected to a raw water channel via a water tap and the electrolyzer continuously generates electrolyzed water. In this type of continuous electrolyzed water generator, there is one that electrolyzes raw water with the electric field strength of the electrolytic cell set to a constant value according to the target pH value in order to obtain electrolyzed water having a preset target pH value. However, in this case, the pH value of the electrolyzed water generated in the electrolytic cell differs depending on the quality of the raw water flowing through the raw water pipe, and there are many cases where electrolyzed water having the target pH value cannot be obtained.
また従来では目標pH値の電解水を得るために、電解槽で生成した電解水のpH値を検出するpHセンサを備え、該pHセンサにて検出した検出pH値に基づいて電解槽の電解強度を変化させるといったフィードバック制御を行うものもある。 Conventionally, in order to obtain electrolyzed water having a target pH value, a pH sensor for detecting the pH value of electrolyzed water generated in the electrolyzer is provided, and the electrolysis strength of the electrolyzer is based on the detected pH value detected by the pH sensor. Some perform feedback control such as changing.
さらには電解動作開始の指令と同時に電解槽の電解強度を目標pH値に応じて特定された初期運転モード用電解強度値として電解水を生成する初期運転モードを開始し、該初期運転モードの開始から所定時間が経過した時点で、上記フィードバック制御を行うフィードバック制御モードに移行するものであって、前記フィードバック制御モードにおいて検出pH値が目標pH値となった時点での電解槽の電解強度を記憶する電解強度記憶手段を設け、前記初期運転モードにおける電解槽の電界強度を前記電解強度記憶手段で記憶した過去の電解強度の内最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて記憶された電解強度とする電解水生成装置もあり、このものは初期運転モード終了時には目標pH値と略同じpH値の電解水が得ることができ、さらには以後のフィードバック制御モードにおける電解強度の調整が小レベルで済むため、目標pH値の電解水が得られるまでの時間を短縮できる。 Furthermore, at the same time as the electrolysis operation start command, the initial operation mode for generating electrolyzed water as the electrolysis strength value for the initial operation mode specified according to the target pH value is started, and the initial operation mode is started. When a predetermined time elapses, a transition is made to the feedback control mode in which the feedback control is performed, and the electrolytic strength of the electrolytic cell at the time when the detected pH value becomes the target pH value in the feedback control mode is stored. Electrolyzed water having an electrolytic strength storage means for performing the electrolytic strength stored in the feedback control mode closest to the present among the past electrolytic strengths stored in the electrolytic strength storage means in the initial operation mode. There is also a generation device, which can obtain electrolyzed water having a pH value substantially the same as the target pH value at the end of the initial operation mode. Can, furthermore, since the adjustment of the electric field intensity in the subsequent feedback control mode requires only a small level, it is possible to shorten the time until the electrolytic water target pH value is obtained.
以下、上記した初期運転モードの開始から所定時間経過時点でフィードバック制御を行う電解水生成装置を図2に基づいて説明する。この電解水生成装置1は、上流端が水道蛇口2を介して原水(即ち水道水)が流れる図示しない原水管に連通接続されると共に下流端が装置外部に電解水32を吐出する電解水吐出口となった通水路3と、一対の電極4、5間に電圧が印加されることで通水路3を流れる原水を電気分解して電解水32を生成する通水路3の途中に設けた電解槽6と、通水路3内の電解槽6に供給される原水を浄化する浄水装置7と、通水路3内の電解槽6に供給される原水に電解質を供給する電解質供給装置8と、電解槽6に電圧を印加する電圧印加手段及び制御手段からなる通電制御部9と、電解槽6で生成した電解水32のpH値を検出するpHセンサ10と、該pHセンサ10で検出した検出pH値を表示する表示部11と、前記電解強度記憶手段としての記憶手段12とを備えており、通水路3には上流側から順に浄水装置7、電解質供給装置8、電解槽6、pHセンサ10を設けている。また通電制御部9の制御手段には前記電圧印加手段、pHセンサ10、表示部11、記憶手段12の夫々が電気的に接続されている。
Hereinafter, an electrolyzed water generating apparatus that performs feedback control when a predetermined time has elapsed from the start of the initial operation mode will be described with reference to FIG. This electrolyzed
詳述すると、電解水生成装置1の外殻を形成するハウジング13には上記電解槽6、浄水装置7、電解質供給装置8、通電制御部9、pHセンサ10、記憶手段12の全てを内装しており、表示部11は使用者が視認できる箇所であるハウジング13の外面等に設けている。
More specifically, the
浄水装置7は抗菌活性炭及び中空糸膜等のマイクロフィルタを備え、通水路3を流れる原水に含まれる有機物、無機物あるいは次亜塩素酸等の臭気成分を除去するものである。また電解質供給装置8は通水路3を流れる原水に乳酸カルシウムや、グリセロリン酸カルシウム等のカルシウム塩からなる電解質を連続的に供給するものである。
The water purifier 7 includes microfilters such as antibacterial activated carbon and a hollow fiber membrane, and removes odor components such as organic substances, inorganic substances, and hypochlorous acid contained in raw water flowing through the water passage 3. The
電解槽6のケーシング内部は隔壁14により陰極室15と陽極室16とに区画されており、陰極室15内には陰極4が、陽極室16内には陽極5が配設されている。電解槽6よりも上流側の部分である通水路3の上流部は電解質供給装置8よりも下流側で、陰極室15に連通するアルカリ水側原水流路17と陽極室16に連通する酸性水側原水流路18とに分岐しており、これにより原水管から通水路3に流入した原水は、浄水装置7、電解質供給装置8を順に流れた後、電解槽6の上流側で分流され、アルカリ水側原水流路17又は酸性水側原水流路18を流れた後、電解槽6の陰極室15又は陽極室16に流入する。
The inside of the casing of the
上記電解槽6の一対の電極4、5間における電解強度は、制御手段により電圧印加手段から一対の電極4、5間に印加する電圧値又は電流値を変更することで可変となっている。そして電圧印加手段により一対の電極4、5間に電圧を印加することで、下記の式に示すように電解槽6内の陽イオンは陰極4に、陰イオンは陽極5に引き寄せられ、これら電極4、5の表面において接触している原水は電気分解されて下記の化学式(1)に示した反応が生じる。なお式中Mn+は陽イオン(具体的にはカルシウムイオン)である。
陰極反応: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH−
Mn+ +nOH− → M(OH)n
陽極反応: H2O → 1/2O2 + 2H+ +2e−
2Cl− → Cl2 + 2e−
Cl2(aq) + H2O → HCl + HOCl・・・化学式(1)
即ち電気分解によって陰極室15では水酸化物イオン、水素ガス、カルシウムイオン及び水酸化カルシウムを含有したアルカリ性のアルカリ性電解水が生成され、陽極室16では酸素ガス及び次亜塩素酸を含有した酸性の酸性電解水が生成される。
The electrolytic strength between the pair of
Cathodic reaction: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
M n + + nOH − → M (OH) n
Anodic reaction: H 2 O → 1 / 2O 2 + 2H + + 2e −
2Cl − → Cl 2 + 2e −
Cl 2 (aq) + H 2 O → HCl + HOCl—Chemical formula (1)
That is, by electrolysis, alkaline alkaline electrolyzed water containing hydroxide ions, hydrogen gas, calcium ions and calcium hydroxide is generated in the
電解槽6よりも下流側の部分である通水路3の下流部は、陰極室15に連通するアルカリ性電解水流路19と陽極室15に連通する酸性電解水流路20との2つの異なる流路からなり、陰極室15で生成されたアルカリ性電解水はアルカリ性電解水流路19を通って該アルカリ性電解水流路19の下流端から装置外部に吐出され、また酸性電解水は酸性電解水流路20を通って該酸性電解水流路20の下流端から装置外部に吐出される。またpHセンサ10はアルカリ性電解水流路19の途中又は酸性電解水流路20の途中(図示例ではアルカリ性電解水流路19の途中)に設けられている。
The downstream portion of the water passage 3, which is a portion on the downstream side of the
そして上記電解水生成装置1の制御手段は、使用者が水道蛇口2を開栓して通水路3への通水を開始すると同時に電解槽6の電解動作開始の指令を出し、この電解動作開始の指令と同時に前記初期運転モードに移行すると共に電解槽6の一対の電極4、5間への電圧印加を開始して電解動作を開始し、初期運転モードの開始から所定時間が経過した時点で前記初期運転モードからフィードバック制御モードに移行し、この後、使用者が水道蛇口2を閉栓して通水路3を止水した時点で、前記電解動作終了の指令を出し、該電解動作終了の指令と同時にフィードバック制御モードを終了すると共に電解槽6の一対の電極4、5間への電圧印加を停止して電解動作を終了する。
The control means of the electrolyzed
次に図3に基づいて上記pHセンサ10の原理について説明する。pHセンサ10は、試料溶液である電解水32のpH値に応じた起電力を発生するガラス電極部21と、ガラス電極部21で発生した起電力を取り出すための基準として使用される比較電極部22と、ガラス電極部21の起電力の発生に基づく電位差を検出する電位差メータ23とを有している。
Next, the principle of the
詳述すると、ガラス電極部21は封入容器24内に銀/塩化銀電極からなる内部電極25及び飽和塩化カルシウム溶液等の電解液26を封入してなり、内部電極25は電解液26に浸漬されている。封入容器24の少なくとも一部はガラス感応膜のようなガラス薄膜27にて構成されている。比較電極部22は、容器28内に銀/塩化銀電極からなる比較電極29及び飽和塩化カルシウム溶液等の電解液30を配設してなり、比較電極29は電解液30中に浸漬されている。容器28の一部にはアルミナ系セラミック等の多孔質素材からなる液絡部31が設けられている。また電位差メータ23はガラス電極部21の内部電極25と比較電極部22の比較電極29とに直列に接続されている。
More specifically, the
上記pHセンサ10を用いて電解水32のpH値を測定するには、ガラス電極部21のガラス薄膜27と、比較電極部29の液絡部31とが電解水32に浸漬されるようにする。この時ガラス薄膜27の表裏において発生する電位差Egは、電解水32のpH値をpHx、ガラス電極部21の電解液26のpH値をpHiとすると、下記の数式(1)のように表される。
Eg=k×2.303×R×T÷F×(pHi−pHx)+Ea・・・数式(1)
ここで、式中のk、R、F、Eaはいずれも定数であり、kは勾配係数、Rは気体定数、Fはファラデー定数、Eaは不斉電位を示し、またTは絶対温度を示す。このようにガラス薄膜27においてはガラス電極部21の電解液26のpH値と、試料溶液である電解水32のpH値との差に比例する電位差が発生するものである。例えば25℃においてk=1、Ea=0である場合、ガラス電極部21の電解液26と電解水32のpH値の差が1だけ変化すると、ガラス薄膜27における電位差は理論的には59.1mV変化することとなる。
In order to measure the pH value of the electrolyzed
Eg = k × 2.33 × R × T ÷ F × (pHi−pHx) + Ea Equation (1)
Here, k, R, F and Ea in the formula are all constants, k is a gradient coefficient, R is a gas constant, F is a Faraday constant, Ea is an asymmetric potential, and T is an absolute temperature. . Thus, in the glass
このときガラス電極部21の内部電極25の電極電位をeg、比較電極部22の比較電極29の電極電位をerとすると、電位差メータ23にて測定される電圧Exは下記の数式(2)のように表される。
Ex=Eg+(eg−er)・・・数式(2)
ここで比較電極部22の比較電極29及び電解液30と、ガラス電極部21の内部電極25及び電解液26とを同一のものとしたとき、eg=erとなるので、Ex=Egとなり、電位差メータ23によりガラス電極部21のpH値と電解水32のpH値との差に比例する電位差が検出される。ここで液絡部31において比較電極部22の電解液30と電解水32とが接触すると、不用なジャクション電位が発し、測定誤差の要因となるため、このジャクション電位が極力低い値となるように設計することが望ましい。
At this time, assuming that the electrode potential of the
Ex = Eg + (eg-er) (2)
Here, when the
ところで上記pHセンサ10は長期間使用しなかったり又長期間保管した場合等により比較電極部22(特に液絡部31)が乾燥した場合や、また泡が付着した場合等に、不用なジャクション電位が発生し、電解水32のpH値を正確に測定できなくなるという問題があり、本従来例のフィードバック制御モードにおいては、pHセンサ10にて電解水32のpH値を正確に測定できない場合にもpHセンサ10の検出した検出pH値に基づいて電解槽6の電界強度を変更してしまうため、pHセンサ10が上記のように異常状態にある場合に目標pH値の電解水32を得ることができないといった問題がある。
By the way, the
また従来には上記図2に示すような電解水装置において初期運転モードの開始から所定時間経過した時点以後に、定期的に検出pH値が所定範囲内にあるか否かを判定し、検出pH値が所定範囲内にある場合、即ちpHセンサが正常の場合にはフィードバック制御モードで運転し、検出pH値が所定範囲内にない場合、即ちpHセンサが異常の場合には電解槽6の電解強度を目標pH値に応じて決定された電解強度として電解水を生成するpHセンサ異常モードに移行する電解水生成装置も知られている(例えば特許文献1)。
Conventionally, in the electrolyzed water device as shown in FIG. 2 above, after a predetermined time has elapsed since the start of the initial operation mode, it is periodically determined whether or not the detected pH value is within a predetermined range. When the value is within the predetermined range, that is, when the pH sensor is normal, the operation is performed in the feedback control mode. When the detected pH value is not within the predetermined range, that is, when the pH sensor is abnormal, the electrolysis of the
しかしこの特許文献1に示す従来例にあっては、pHセンサ異常モードでの運転中にも検出pH値が所定範囲内にあるか否かの判定を定期的に行い、該検出pH値が所定範囲内になった場合にはpHセンサ異常モードからフィードバック制御モードに移行するようになっているため、電解動作の運転を継続するに従って生じる通水量の変動、水温の変動、気泡の影響等でpHセンサ異常モードにおいて検出pH値が偶然に前記所定範囲内になった場合には、pHセンサ異常モードにおいて実際に生成された電解水のpH値が前記所定範囲内になっていなくとも、pHセンサ異常モードからフィードバック制御モードに移行してしまうことがあり、安定した制御動作を行うことができないという問題があり、これによりpHセンサが異常の場合には電解動作の開始から短時間で目標pH値の電解水を得ることができなかった。
本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、pHセンサが異常の場合にも安定した制御を行うことができ、延いてはpHセンサが異常の場合にも短時間で所望のpH値の電解水を得ることができる電解水生成装置を提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and can perform stable control even when the pH sensor is abnormal, and can be desired in a short time even when the pH sensor is abnormal. It is an object of the present invention to provide an electrolyzed water generating apparatus capable of obtaining electrolyzed water having a pH value of.
上記課題を解決するために本発明に係る電解水生成装置は、一対の電極4、5間に電圧が印加されることで原水を電気分解して電解水32を生成する電解強度可変の電解槽6と、電解槽6で生成した電解水32のpH値を検出するpHセンサ10とを備え、電解槽6の電解動作開始の指令と同時に、電解槽6の電界強度を予め設定された目標pH値に応じて特定された初期運転モード用電解強度値として電解水32を生成する初期運転モードを開始し、初期運転モードの開始から所定時間Tが経過した時点でpHセンサ10により電解水32のpH値を検出すると共に該検出pH値が目標pH値に応じて予め設定された所定範囲内にあるか否かの判定を行い、該初期運転モードの開始から所定時間Tが経過した時点で検出pH値が前記所定範囲内にある判定結果が出た場合には、pHセンサ10にて電解水32のpH値を検出すると共に該検出pH値が目標pH値となるように電解槽6の電界強度を変更して電解水32を生成するフィードバック制御モードに移行し、前記初期運転モードの開始から所定時間Tが経過した時点で検出pH値が所定範囲内にない判定結果が出た場合には、電解槽6の電解強度を目標pH値に応じて決定されたpHセンサ異常モード用電解強度値として電解水32を生成するpHセンサ異常モードに移行し、前記異常モードの運転を電解槽6の電解動作終了の指令まで継続して行う制御手段を有して成ることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an electrolyzed water generating apparatus according to the present invention is an electrolyzer with variable electrolysis strength that generates electrolyzed
上記のように初期運転モードの開始から所定時間Tが経過した時点で検出pH値が所定範囲内にない判定結果が出た場合に、電解槽6の電解強度を目標pH値に応じて決定されたpHセンサ異常モード用電解強度値に設定して電解水32を生成するpHセンサ異常モードに移行し、該pHセンサ異常モードの運転を電解槽6の電解動作終了の指令まで継続して行うことで、一回の電解動作で行われるpHセンサ異常モード又はフィードバック制御モードのどちらに移行するかの判定は一回のみとなり、これにより従来例に示したように、通水量の変動等に伴うpHセンサ10の誤差によってpHセンサ異常モードからフィードバック制御モードに無駄に移行することがなくなり、pHセンサ異常モードにおいて安定した制御を行え、延いてはpHセンサ10が異常である場合にも短時間で確実に目標pH値の電解水32を得ることができる。
As described above, when a determination result is obtained that the detected pH value is not within the predetermined range when the predetermined time T has elapsed since the start of the initial operation mode, the electrolytic strength of the
また請求項2は請求項1において、上記フィードバック制御モードにおいて上記目標pH値の電解水32が得られた際の電解強度を記憶する電解強度記憶手段を備え、上記初期運転モード用電界強度値を前記電解強度記憶手段により記憶した過去の電解強度の内最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて記憶された電解強度とする制御手段を有して成ることを特徴とする。
A second aspect of the present invention further comprises an electrolytic strength storage means for storing the electrolytic strength when the
上記構成により、初期運転モード用電界強度値を、電解強度記憶手段により記憶した過去の電解強度の内最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて記憶された電解強度とすることで、初期運転モード用電解強度値を原水の水質に応じた値とすることができ、電解動作の開始から目標pH値の電解水32が生成されるまでの時間を更に短縮することができる。
With the above configuration, the initial operation mode field strength value is set to the field strength value stored in the feedback control mode closest to the present among the past field strength values stored by the field strength storage means. The value can be set to a value according to the quality of the raw water, and the time from the start of the electrolysis operation to the generation of the electrolyzed
また請求項3は請求項1又は請求項2において、上記フィードバック制御モードにおいて上記目標pH値の電解水32が得られた際の電解強度を記憶する電解強度記憶手段を備え、上記pHセンサ異常モード用電解強度値を、前記電解強度記憶手段により記憶した過去の電解強度の内最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて記憶された電解強度とする制御手段を有して成ることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the method of
上記構成により、pHセンサ異常モード用電解強度値を原水の水質に応じた値とすることができ、pHセンサ異常モードにおいて更に目標pH値に近い電解水32を生成することができる。
With the above configuration, the electrolytic strength value for the pH sensor abnormal mode can be set to a value corresponding to the quality of the raw water, and the
また請求項4は請求項1〜3のいずれかにおいて、電解水32のpH値を表示する表示部11と、フィードバック制御モードにおいてpHセンサ10により検出された検出pH値を記憶する検出pH値記憶手段を備え、フィードバック制御モードにおいてはpHセンサ10にて検出した検出pH値を前記表示部により表示し、pHセンサ異常モードにおいては、前記検出pH値記憶手段に記憶した過去のフィードバック制御モードにおいて検出された検出pH値を表示部に表示する制御手段を有して成ることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the display unit 11 that displays the pH value of the electrolyzed
このようにpHセンサ異常モードにおいて検出pH値記憶手段に記憶した過去のフィードバック制御モードにおいて検出された検出pH値を表示部に表示することで、pHセンサが異常の場合にも使用者は違和感を感じることなく目標pH値の電解水を得ることができる。 Thus, by displaying the detected pH value detected in the past feedback control mode stored in the detected pH value storage means in the pH sensor abnormal mode on the display unit, the user feels uncomfortable even when the pH sensor is abnormal. Electrolyzed water having a target pH value can be obtained without feeling.
また請求項5は請求項1〜4のいずれかにおいて、上記電解槽6の電解動作を開始してから電解動作を終了するまでを一回の電解動作とし、所定回数の電解動作を行った時の上記pHセンサ異常モードの運転回数が規定回数以上になった場合に警報を発する警報手段を設けて成ることを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fourth aspects, wherein a period of time from the start of the electrolysis operation of the
pHセンサ10が使用によっても正常に回復しない故障を起こした場合に、pHセンサ10が故障したことを警報手段により使用者に知らせることができ、これにより使用者はpHセンサ10を修理する等の適切な処置を行うことができる。
When the
また請求項6は請求項1〜4のいずれかにおいて、上記電解動作を開始してから電解動作を終了するまでを一回の電解動作とし、一回の電解動作を行う毎にpHセンサ異常モードの運転が行われたか否かを判定し、pHセンサ異常モードの運転が行われたという判定結果が規定回数以上連続して出た場合に警報を発する警報手段を設けて成ることを特徴とする。 In addition, a sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fourth aspects, wherein a period from the start of the electrolysis operation to the end of the electrolysis operation is a single electrolysis operation, and the pH sensor abnormal mode is performed every time the electrolysis operation is performed. It is determined whether or not the operation has been performed, and an alarm means is provided for issuing an alarm when the determination result that the operation in the pH sensor abnormal mode has been performed is continuously performed for a predetermined number of times or more. .
pHセンサ10が使用によっても正常に回復しない故障を起こした場合に、pHセンサ10が故障したことを警報手段により使用者に知らせることができ、これにより使用者はpHセンサ10を修理する等の適切な処置を行うことができる。
When the
本発明ではpHセンサが長期未使用等により正確な検出pH値が測れない状態となった場合にも安定した制御を行え、延いてはpHセンサが異常な場合にも短時間で確実に所望のpH値の電解水を得ることができる。 In the present invention, stable control can be performed even when the pH sensor becomes in a state where the accurate detection pH value cannot be measured due to long-term unused or the like, and even if the pH sensor is abnormal, the desired value can be reliably ensured in a short time. Electrolyzed water having a pH value can be obtained.
本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。なお本実施形態における電解水生成装置1は制御手段の制御に特徴があり、以下の説明では図2の従来の電解水生成装置1と重複する部分については説明を省略する。また以下の実施形態では電圧印加手段により一対の電極4、5間に印加される電圧を変更することで電解槽6の電界強度を可変としており、即ち以下の説明の電界強度とは一対の電極4、5間に印加される電圧値と換言できるものとし、後述する初期運転モード用電解強度値、pHセンサ異常モード用電界強度値等は実際には電圧値を設定することで特定されているものとする。
The present invention will be described based on embodiments shown in the accompanying drawings. In addition, the electrolyzed
本実施形態の電解水生成装置1は、電解槽2の電界強度を予め設定された目標pH値に応じて特定された初期運転モード用電解強度値として電解水32を生成する初期運転モードと、pHセンサ10にて電解水32のpH値を定期的に検出すると共に該検出pH値が前記目標pH値となるように電解槽6の電界強度を変更して電解水32を生成するフィードバック制御モードと、電解槽6の電解強度を前記目標pH値に応じて決定されたpHセンサ異常モード用電解強度値として電解水32を生成するpHセンサ異常モードとの3つのモードを備えている。ここで前記目標pH値は可変であって、該目標pH値は使用者が操作可能な箇所であるハウジング13の外面等に設けた操作部(図示せず)を使用者が操作することで設定されるものであって、具体的には制御手段には予め複数段階の設定pH値が設定されており、操作部の操作により前記複数段階の設定pH値の内一つの設定pH値を選択できるようになっており、この選択された設定pH値を前記目標pH値とするものである。
The electrolyzed
上記フィードバック制御モードにおいては目標pH値の電解水32が得られた時点の電解強度を電解強度記憶手段としての記憶手段に記憶しており、初期運転モード用電界強度値及びpHセンサ異常モード用電界強度値の夫々は、前記記憶手段により記憶した過去の電解強度の内設定された目標pH値が現在の目標pH値と同じで且つ最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて記憶された電解強度である。
In the feedback control mode, the electrolytic strength at the time when the electrolyzed
また本実施形態の電解水生成装置1は、上記電解槽6の電解動作を開始してから電解動作を終了するまでを一回の電解動作とした場合、一回の電解動作(即ち一回の通水)を行う毎にpHセンサ異常モードの運転が行われたか否かを判定し、このpHセンサ異常モードの運転が行われたという判定結果が規定回数以上連続して出た場合に警報を発する警報手段を有している。例えば前記規定回数を5回とした場合には、5回以上連続してpHセンサ異常モードの運転が行われた際に警報を発するものであって、またこの場合、例えば2回連続してpHセンサ異常モードの運転が行われた後に3回目の電解動作中にpHセンサ異常モードの運転が行われずフィードバック制御モードの運転が行われた際にはpHセンサ異常モードの連続実施運転回数をリセットするものである。
Moreover, the electrolyzed
以下、図1、図4、図5に基づいて電解動作中の制御手段による制御について詳述する。制御手段は電解動作開始の指令と同時、即ち通水の開始と同時に上記初期運転モードを開始する。該初期運転モードにおいては電解強度を常に初期運転モード用電解強度値に維持している。そして上記初期運転モードの開始から所定時間T(具体的には10秒)が経過した時点で初期運転モードを終了し、同時にpHセンサ10によりpH値を検出すると共に該検出pH値が現在の目標pH値に対応する予め設定された所定範囲内であるか否かの判定を行う。ここで上記所定時間TはpHセンサ10が正確に測定できる状態において、電解槽6を一定の電解強度で運転した時、電解動作の開始からpHセンサ10による検出pH値が安定するまでの時間から実験的に設定することができ、また上記所定範囲も生成される電解水のpH値の応答特性等から設定できる。表1に目標pH値に対応する所定範囲、所定時間Tの一例を示す。
Hereinafter, the control by the control means during the electrolysis operation will be described in detail based on FIG. 1, FIG. 4, and FIG. The control means starts the initial operation mode simultaneously with the command for starting the electrolysis operation, that is, simultaneously with the start of water flow. In the initial operation mode, the electrolytic strength is always maintained at the initial operation mode electrolytic strength value. Then, when a predetermined time T (specifically, 10 seconds) has elapsed since the start of the initial operation mode, the initial operation mode is terminated, and at the same time, the pH value is detected by the
そして上記初期運転モードの終了時点で検出pH値が所定範囲内である判定結果が出た場合には、該判定結果が出た時点でフィードバック制御モードに移行する。また検出pH値が所定範囲内にない判定結果が出た場合には該判定結果が出た時点でpHセンサ異常モードに移行する。 And when the determination result that the detected pH value is within the predetermined range is obtained at the end of the initial operation mode, the mode shifts to the feedback control mode when the determination result is obtained. Further, when a determination result is obtained that the detected pH value is not within the predetermined range, the pH sensor abnormality mode is entered when the determination result is output.
フィードバック制御モードでは図4に示すようにフィードバック制御モードの開始と同時に、pHセンサ異常モードの運転実施回数のカウントをクリアし(カウントを0にする)、同時にフィードバック制御を開始する。フィードバック制御では定期的にpHセンサ10により電解水32のpH値を検出し、pHセンサ10によりpH値を検出する毎に該検出pH値が目標pH値と同じであるか否かの判定を行う。該判定時に検出pH値が目標pH値と異なる場合には、検出pH値と目標pH値との差に応じて電解槽6の電界強度を変更する。具体的には電圧印加手段から一対の電極4、5間に印加する電圧を検出pH値と目標pH値との差に対応する電圧の変化値分だけ変化させる。ここで前記変化値は予め検出pH値と目標pH値との差に応じて制御手段に設定されているものとする。また前記フィードバック制御における判定時に検出pH値が目標pH値と同じである場合には、電解強度を変更せず現在の電解強度を維持し、同時に記憶手段に記憶した電解強度を現在の電解強度に更新する。即ち初期運転モード用電界強度値及びpHセンサ異常モード用電界強度値の夫々は、目標pH値が現在の目標pH値と同じで且つ最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて最後に検出pH値が目標pH値となった時点の電解強度である。そして上記フィードバック制御を電解動作終了の指令が出るまで行い、止水されて電解動作終了の指令が出た時点でフィードバック制御モードを終了して電解動作を終了する。
In the feedback control mode, as shown in FIG. 4, simultaneously with the start of the feedback control mode, the count of the number of times of operation in the pH sensor abnormality mode is cleared (count is set to 0), and the feedback control is started at the same time. In the feedback control, the pH value of the electrolyzed
pHセンサ異常モードでは図5に示すように、pHセンサ異常モードの開始と同時に、pHセンサ異常モードの連続運転実施回数のカウントをアップ(+1)し、pHセンサ異常モードの連続運転実施回数が規定回数以上であるか否かの判定をし、連続運転実施回数が規定回数以上であれば警報手段により警報を発し、連続運転実施回数が規定回数未満の場合には、電解槽6の電界強度を前記pHセンサ異常モード用電界強度値とし、電解動作終了の指令が出るまで電解槽6の電界強度を前記pHセンサ異常モード用電界強度値に維持する。そして使用者により水栓が止水されて電解動作終了の指令が出た時点でpHセンサ異常モードを終了して電解動作を終了する。ここで警報手段は前記表示部により構成されており、該警報手段としての表示部によりpHセンサが異常であることを表示することで警報を発するものとするが、警報手段はこれに限定されず、例えば前記判定結果が規定回数以上連続して出た場合に強制的に電解水32の生成を停止するように制御手段により制御し、該制御手段を警報手段としても良いものとする。また上記pHセンサ異常モードでは記憶手段に現在の電解強度を記憶しないものとする。
In the pH sensor abnormal mode, as shown in FIG. 5, simultaneously with the start of the pH sensor abnormal mode, the number of continuous operation executions in the pH sensor abnormal mode is incremented (+1), and the number of continuous operation executions in the pH sensor abnormal mode is specified. It is determined whether or not the number of continuous operations is greater than the specified number of times. If the number of continuous operations is equal to or greater than the specified number of times, an alarm is issued by the alarm means. The electric field strength value for the pH sensor abnormal mode is maintained as the electric field strength value for the pH sensor abnormal mode. When the user stops the faucet and issues a command to end the electrolysis operation, the pH sensor abnormal mode is terminated and the electrolysis operation is terminated. Here, the alarm means is constituted by the display section, and the alarm means is issued by displaying that the pH sensor is abnormal by the display section as the alarm means, but the alarm means is not limited to this. For example, when the determination result is continuously output for a predetermined number of times or more, control is performed by the control unit so as to forcibly stop the generation of the electrolyzed
上記のように初期運転モードの開始から所定時間Tが経過した時点で検出pH値が所定範囲内にない判定結果が出た場合に、電解槽6の電解強度を目標pH値に応じて決定されたpHセンサ異常モード用電解強度値に設定して電解水32を生成するpHセンサ異常モードに移行し、該pHセンサ異常モードを電解動作が終了するまで継続して運転することで、一回の電解動作で行われるpHセンサ異常モード又はフィードバック制御モードのどちらに移行するかの判定は一回のみとなり、従来例に示したように、通水量の変動等によりpHセンサ異常モードからフィードバック制御モードに移行したり、また逆にフィードバック制御モードから異常モードに移行することがなくなり、所定時間T以後の制御動作を安定させることができる。
As described above, when a determination result is obtained that the detected pH value is not within the predetermined range when the predetermined time T has elapsed since the start of the initial operation mode, the electrolytic strength of the
また初期運転モード用電界強度値を、前記電解強度記憶手段により記憶した過去の電解強度の内最も現在に近い電解強度とすることで、初期運転モード用電解強度値を原水管の原水の水質に応じた値とすることができ、目標pH値の電解水32が生成されるまでの時間を更に短縮することができる。
In addition, by setting the electric field strength value for the initial operation mode to an electrolytic strength closest to the present among the past electrolytic strengths stored by the electrolytic strength storage means, the initial operation mode electrolytic strength value is changed to the quality of the raw water in the raw water pipe. It can be set to a value corresponding to this, and the time until the electrolyzed
またpHセンサ異常モード用電解強度値を、前記記憶手段により記憶した過去の電解強度の内最も現在に近い電解強度とすることで、pHセンサ異常モード用電解強度値を原水管の原水の水質に応じた値とすることができ、pHセンサ異常モードにおいて生成される電解水32のpH値を更に目標pH値に近づけることができる。
Further, by setting the electrolytic strength value for abnormal pH sensor mode to the current electrolytic strength closest to the present among the past electrolytic strengths stored by the storage means, the electrolytic strength value for abnormal pH sensor mode can be used as the raw water quality of the raw water pipe. Therefore, the pH value of the electrolyzed
ところで本発明では初期運転モードの開始から所定時間Tが経過した時点で検出pH値が所定範囲内にない判定結果が出た場合に初期運転モードからpHセンサ異常モードに移行させることで、長期未使用や長期保管等によりpHセンサ10の液絡部31が乾燥した場合にも目標pH値の電解水32を得られるようにしたものであるが、前記液絡部31の乾燥等を原因とするpHセンサ10の異常状態は通水することで正常状態に回復するものである。しかし上記のように所定時間Tが経過した時点で検出pH値が所定範囲内にない判定結果が出た場合にはpHセンサ異常モードに移行するという制御を行うため、pHセンサ10が液絡部31の乾燥以外のなんらかの要因で故障した場合にもpHセンサ異常モードに移行してしまい、これにより使用者はpHセンサ10が上記液絡部31の乾燥等の要因以外の要因で故障したことを認識することができないといった問題が生じる。このため本実施形態では上記したように一回の電解動作を行う毎にpHセンサ異常モードの運転が行われたか否かを判定し、pHセンサ異常モードの運転が行われたという判定結果が規定回数以上連続して出た場合に警報を発する警報手段(表示部)を設けることで、使用者に液絡部31の乾燥以外の要因で故障したことを知らせることができ、これにより使用者はpHセンサ10を修理する等の適切な処置を行える。
By the way, in the present invention, when a determination result that the detected pH value is not within the predetermined range is obtained at the time when the predetermined time T has elapsed from the start of the initial operation mode, the initial operation mode is shifted to the pH sensor abnormal mode. Even when the
なお本実施形態では、pHセンサ異常モードの運転が行われたという判定結果が規定回数以上連続して出た場合に警報を発する警報手段を設けたが、これに替えて、所定回数の電解動作を行った時のpHセンサ異常モードの運転回数が規定回数以上となった場合に警報を発する警報手段を設けても良いものとする。具体的には所定回数を10回とし、規定回数を5回とし、10回電解動作を行った時に5回以上pHセンサ異常モードの運転が行われた場合に警報を発するものである。この場合、警報手段は上記同様pHセンサ10が異常であることを表示する表示部11により構成されているものとするが、警報手段はこれに限定されず、例えばpHセンサ異常モードの運転回数が規定回数以上となった場合に強制的に電解水32の生成を停止するように制御手段により制御し、該制御手段を警報手段としても良いものとする。
In the present embodiment, alarm means is provided to issue an alarm when the determination result that the operation in the pH sensor abnormal mode has been carried out continuously for a predetermined number of times or more. Instead, a predetermined number of electrolysis operations are provided. Alarm means for issuing an alarm may be provided when the number of operations in the pH sensor abnormality mode when the operation is performed exceeds a specified number. Specifically, the predetermined number is set to 10 times, the specified number is set to 5 times, and an alarm is issued when the pH sensor abnormal mode operation is performed 5 times or more when the electrolytic operation is performed 10 times. In this case, the alarm means is configured by the display unit 11 that displays that the
次に上記表示部11による電解動作中の表示について説明する。上記フィードバック制御モードにおいては、制御手段により、pHセンサ10にて定期的に検出した検出pH値を、検出毎に前記表示部11により表示し同時に検出pH値記憶手段としての記憶手段に記憶するよう制御されている。またpHセンサ異常モードにおいては、制御手段により、前記記憶手段に記憶した過去のフィードバック制御モードにおいて記憶された検出pH値を表示部11に順次表示するよう制御されている。このようにpHセンサ異常モードにおいて記憶手段に記憶した過去のフィードバック制御モードにおいて定期的に検出された検出pH値を表示部11に順次表示することで、使用者が違和感を感じることなく電解水生成装置1を使用できる。なお、pHセンサ異常モードにおいて表示される記憶された検出pH値は、記憶手段に記憶した過去の検出pH値の内、設定された目標pH値が現在の目標pH値と同じで且つ最も現在に近いフィードバック制御モードにおいて検出された検出ph値とする。
Next, the display during the electrolysis operation by the display unit 11 will be described. In the feedback control mode, the detected pH value periodically detected by the
またこのpHセンサ異常モードにおける表示部11によるpH値の表示は、予め実験的に設定pH値毎にフィードバック制御モードにおける検出pH値を測定し、該測定結果に基づいて近似式を設定し、pHセンサ異常モードにおいてはこの近似式に基づいて表示させても良いものとする。表2に近似式の一例を示す。 Moreover, the display of the pH value by the display unit 11 in the pH sensor abnormal mode is performed by experimentally measuring the detected pH value in the feedback control mode for each set pH value in advance, and setting an approximate expression based on the measurement result. In the sensor abnormality mode, the display may be based on this approximate expression. Table 2 shows an example of the approximate expression.
即ち表2に示すように制御手段には目標pH値から表示pH値を減じた値に応じた表示pH値上昇率(表示pH値の時間当たりの上昇値)が予め設定されており、pHセンサ異常モードにおいて表示部11によりpH値を表示する場合は、まずpHセンサ異常モード開始と同時に、所定時間T経過した時点で検出した検出pH値を表示し、この後目標pH値から表示pH値を減じた値に対応する表示pH値上昇率で表示pH値の値を経時的に上昇させていくものである。図6にpHセンサ異常モードにおいて実際に前記近似式に基づいて表示を行った際の経過時間と、表示部で表示した表示pH値との関係を示し、図は初期運転モードの開始から所定時間経過した時点の検出pH値が2.0、目標pH値が9.5である場合を示している。 That is, as shown in Table 2, the control means is preset with a display pH value increase rate (an increase value per time of the display pH value) corresponding to a value obtained by subtracting the display pH value from the target pH value. When the pH value is displayed on the display unit 11 in the abnormal mode, the detected pH value detected at the time when the predetermined time T has elapsed is displayed at the same time as the pH sensor abnormal mode is started, and then the displayed pH value is determined from the target pH value. The displayed pH value is increased with time at a displayed pH value increase rate corresponding to the reduced value. FIG. 6 shows the relationship between the elapsed time when the display was actually performed based on the approximate expression in the pH sensor abnormal mode and the displayed pH value displayed on the display unit. The figure shows a predetermined time from the start of the initial operation mode. The case where the detected pH value at the time when the time has passed is 2.0 and the target pH value is 9.5 is shown.
なお上記実施形態において予め設定された目標pH値で過去にフィードバック制御モードを行ったことがない場合には、上記初期運転モード用電解強度値及びpHセンサ異常モード用電解強度値の夫々は予め設定された初期値とする。また予め実験により求めた設定pH値毎の電解強度値を記憶手段に記憶しておき、この記憶した電解強度値の内現在の目標pH値と同じ設定pH値の電解強度値を、上記初期運転モード用電界強度値又はpHセンサ異常モード用電解強度値としても良いものとする。 In the above embodiment, when the feedback control mode has not been performed in the past with a preset target pH value, each of the initial operation mode electrolytic strength value and the pH sensor abnormal mode electrolytic strength value is set in advance. To the initial value. Further, the electrolytic strength value for each set pH value obtained in advance by experiment is stored in the storage means, and the electrolytic strength value having the same set pH value as the current target pH value among the stored electrolytic strength values is stored in the initial operation. The electric field strength value for mode or the electrolytic strength value for pH sensor abnormal mode may be used.
T 所定時間
1 電解水生成装置
4 陰極
5 陽極
6 電解槽
10 pHセンサ
32 電解水
T
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