JP4369579B2 - Electrolyzed water generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を電解してアルカリ水と酸性水とに電解する電解水の発生装置に関し、とくに、アルカリ水や酸性水のpHを表示する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
水道水を電気分解して、アルカリ水と酸性水とに電解する装置はすでに使用されている。この装置は、正極の近傍に酸性水を、負極の近傍にアルカリ水を集めることができる。このため、電極の近傍から排水して、アルカリ水と酸性水とに分離できる。この種の装置は、アルカリ水を飲料水として使用し、酸性水を殺菌効果のある水として使用している。アルカリ水と酸性水のpHは、電極間に流れる電流と、電離槽を通過する水の流量とで決定される。流量が一定で、電極間の電流が増加すると、アルカリ水のpHが高くなる。電極間の電流を一定にして、流量を少なくしてもアルカリ水のpHは高くなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
電解水の発生装置は、電離槽に流す流量と電流を制御して、排出されるアルカリ水や酸性水のpHを調整している。たとえば、pHの高いアルカリ水を排出させるには、電離槽を通過する水の流量を少なくし、あるいは電極間の電流を大きくする。
【0004】
アルカリ水のpHを変更できる装置は、排出されるアルカリ水のpHを表示してより便利に使用できる。使用者がpHを確認して使用できるからである。排出されるアルカリ水や酸性水のpHは、pHメーターで検出し、あるいは、電解槽を流れる流量と、電極間の電流値から演算して検出できる。検出されたpHは、実際の数値でデジタル表示される。
【0005】
この装置は、デジタル数値を確認して、アルカリ水や酸性水のpHを確認できる。デジタル数値は、pHを正確に表示できる。しかしながら、離れると数値が見え難くなる欠点がある。また、pHの程度を感覚的に判定し難い欠点もある。たとえば、排出されるアルカリ水がどの程度に強いアルカリ性を示すかを、感覚的に判定し難い欠点がある。
【0006】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、アルカリ水や酸性水のpHを、感覚的に判りやすい状態で表示できる電解水の発生装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電解水の発生装置は、前述の目的を達成するために下記の構成を備える。電解水の発生装置は、正極1と負極2とを内蔵する電離槽3と、正極1と負極2とに直流を印加する電源4と、電離槽3を通過して排出される水のpHを検出して表示するpH表示器6とを備える。pH表示器6は、pHを色表示するカラー表示パネル14を備える。pH表示器6は、カラー表示パネル14で排出される水のpHを表示している。
さらに、本発明の電解水の発生装置は、電離槽3に流入する水の流量を検出する流量センサー5を備えると共に、電源4は、正極1と負極2との間に、流量によって電流を変化させる電流制御回路4Bと、この電流制御回路4Bを制御する演算回路18とを備えており、pH表示器6は、電離槽3から排出されるアルカリ水のpHを設定する設定手段20と、設定手段20で設定されたpH値にするために、流量に対する電流値の関数として、流量−電流関数I=f(x)を記憶している記憶手段19とを備えている。演算回路18は、前記流量センサー5から入力される流量xをパラメターとして、記憶手段19に記憶される、流量−pH関数から電解電流を演算し、この電解電流となるように、電流制御回路4Bを制御する。
【0008】
さらに、本発明の請求項2の電解水の発生装置は、pH表示器6が、pHを数値で表示するデジタル表示パネル13と、このデジタル表示パネル13で表示するpHを色表示するカラー表示パネル14とを備える。pH表示器6は、デジタル表示パネル13とカラー表示パネル14の両方で排出される水のpHを表示している。
【0009】
さらに、本発明の請求項3の電解水の発生装置は、カラー表示パネル14が、発光色の異なる複数の発光ダイオード16と、複数の発光ダイオード16の光で照射される表示プレート15とを有し、各々の発光ダイオード16に流す平均電流を制御して、表示プレート15の色を変更している。
【0010】
さらに、本発明の請求項4の電解水の発生装置は、複数の発光ダイオード16にパルス電流を流すと共に、発光ダイオード16に流すパルス電流のデューティーを調整して、発光ダイオード16に流す平均電流を制御している。
【0011】
さらに、本発明の請求項5の電解水の発生装置は、発光ダイオード16が、表示プレート15の端面を照射している。
【0012】
さらに、本発明の請求項6の電解水の発生装置は、カラー表示パネル14が、pHによって発光色が異なる文字や数字でpHを表示している。
さらにまた、本発明の請求項7の電解水の発生装置は、記憶手段19が、流量−電流関数であるI=f(x)を、I=a 2 x+b 2 とする一次関数として記憶している。
ただし、この式において、a 2 とb 2 は定数、xは流量、Iは電流値である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電解水の発生装置を例示するものであって、本発明は電解水の発生装置を下記のものに特定しない。
【0014】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0015】
図1の正面図と、図2のブロック図に示す電解水の発生装置は、フィルター9と、電離槽3と、電源4と、pH表示器6とを備えている。
【0016】
フィルター9は、供給された水道水を濾過材で濾過して、水に含まれている塩素等の悪臭成分や、異物を除去する。フィルター9は、カートリッジケースに濾過材を充填している。濾過材には、水を清澄に濾過すると共に、臭い成分を除去できる全てのもの、例えば、活性炭、多孔性の天然石、多孔性天然石を粉砕して粒状に焼結したもの等、吸着能力に優れた粒体を使用することができる。濾過材である粒体には、例えば平均粒子径が1〜10mmφのものが使用される。
【0017】
電離槽3は、フィルター9を通過した水を電解して、プラスのイオンを含むアルカリ水と、マイナスのイオンを含む酸性水とに分離する。電離槽3で電離された電解水は、アルカリ水排水路12と酸性水排水路11から排水される。電離槽3は、流入する水から酸性水を得る正極1と、アルカリ水を得る負極2とを備えている。
【0018】
正極1と負極2は、互いに対向して配設される。電極のプラス側に設定される正極1は、水を電解するときに、塩素イオン等のマイナスイオンが集まり、負極2はカルシウム等のプラスイオンが集まる。正極1は、塩素イオンに対して充分な耐腐食性の材質が使用される。
【0019】
電離槽3で電解されるアルカリ水と酸性水のイオン濃度、すなわち、pHは、電極間の電解電流と流量をパラメターとして決定される。電解電流を一定として、電離槽3の流量を少なくすると、アルカリ水のpHは高くなり、反対に流量を多くすると、アルカリ水のpHは低下する。アルカリ水と酸性水のpHは、電離槽3の電解電流によっても変化し、電解電流は、電極間の電圧にほぼ比例して大きくなる。
【0020】
正極1と負極2の間には、絶縁材である多孔板7を配設している。多孔板7は、正極1と負極2の近傍で分離されたアルカリ水と酸性水とが混合するのを防止し、また、正極1と負極2とが接触してショートするのを防止する。
【0021】
電離槽3から流出されるアルカリ水と酸性水とは、両方を別々に排出する。一方の電解水のみを排水すると、他方の電解水濃度が次第に高くなる。従って、アルカリ水と酸性水の何れか片方のみを排出するのは好ましくない。
【0022】
電源4は、電離槽3に水を流入させる状態で、正極1と負極2との間に定電流の電解電流を流す定電流回路4Aを内蔵している。定電流回路4Aは、正極1と負極2との間に設定された電解電流を流す。たとえば、定電流回路4Aは、強電解モードにおいて、正極1と負極2とに4〜8Aの決められた電解電流を流す。定電流回路4Aが正極1と負極2に流す電解電流は、大きくするとアルカリ水のpHは高くなり、反対に小さくするとアルカリ水のpHは低くなる。たとえば、定電流回路4Aは4.5Aの電解電流を正極1と負極2との間に流すように設定する。定電流回路4Aは、電離槽3に流入する水の流量や水のpHによっても、電解電流が変動しないように、正極1と負極2とに印加する電圧を制御する。
【0023】
pH表示器6は、排出されるアルカリ水や酸性水のpHを検出して表示する。pH表示器6は、アルカリ水と酸性水の両方のpHを表示し、あるいはアルカリ水と酸性水のいずれか一方のpHを表示する。さらに、pH表示器6は、アルカリ水と酸性水のpHを切り換えて表示することもできる。
【0024】
pH表示器6は、たとえば、排出されるアルカリ水のpHを、pHメーターで検出して表示し、あるいは、流量と電極間の電解電流からpHを検出して表示する。pHメーターでアルカリ水や酸性水のpHを検出する装置は、市販しているpHメーターを使用してpHを検出できる。pHメーター10は、図2の鎖線で示すように、アルカリ水排水路12と酸性水排水路11に連結されて、アルカリ水と酸性水のpHを検出する。検出されたpHがpH表示器6に表示される。
【0025】
pH表示器6が流量と電解電流からpHを演算する装置は、電離槽3に流入する水の流量を検出する流量センサー5を備える。このpH表示器6は、流量センサー5から入力される信号と、電源4から入力される電解電流とを演算してpHを演算する。このpH表示器6は、pHメーターに比較すると、低コストに製作して、メンテナンスを簡単にできる特長がある。
【0026】
図1のpH表示器6は、電解水のアルカリ水と酸性水のpHを数値で表示するデジタル表示パネル13と、デジタル表示パネル13で表示するpHを色で表示するカラー表示パネル14とを備える。この図のpH表示器6は、カラー表示パネル14の外形をデジタル表示パネル13よりも大きくして、カラー表示パネル14の内部にデジタル表示パネル13を配設している。このpH表示器6は、デジタル表示パネル13の周囲を、カラー表示パネル14で表示して、pHを色で表示できる。ただ、カラー表示パネルは、上下や左右をデジタル表示パネルよりも大きくして表示することもできる。さらに、カラー表示パネルは、デジタル表示パネルの近傍に配設して表示することもできる。
【0027】
デジタル表示パネル13は、図3と図4の断面図に示すように、カラー表示パネル14の上面に積層して配設される。カラー表示パネル14は、pHを色で表示する表示プレート15と、この表示プレート15の表面を特定の色に発光させる複数の発光ダイオード16と、発光ダイオード16を特定の色で点灯させる点灯回路17とを備える。
【0028】
表示プレート15は、光を透過できるガラスやプラスチック板等の透明板である。表示プレート15は、複数の発光ダイオード16に照射されて、表面全体を特定の色に均一に発光させる。いいかえると、表示プレート15は、複数の発光ダイオード16の発光色を混合して、表面全体を均一の色とする。このため、表示プレート15は、表面と裏面の片方または両方を、微細な凹凸部15Aを設けて光を散乱させる形状としている。表示プレート15の表面は、全面を均一な明るさで発光できるように凹凸を設けている。表示プレートは、表面に凹凸を設けることなく、内部に光を散乱させる白色粉末を混合して、表面を均一な色で発光させることもできる。また、白色粉末を混合して、表面に凹凸を設ける構造とすることもできる。
【0029】
表示プレート15を照射する複数の発光ダイオード16は、表示プレート15に接近して配設している。図3に示すカラー表示パネル14は、表示プレート15の裏面に複数の発光ダイオード16を配設している。この構造のカラー表示パネル14は、パネルの表面に向かって光を照射できる特長がある。図4と図5に示すカラー表示パネル14は、表示プレート15の端面に複数の発光ダイオード16を配設している。このカラー表示パネル14は、表示プレート15の底面と側面を反射面として、照射される光を反射面で反射または全反射して表示プレート15の全面を発光できる。この構造のカラー表示パネル14は、全体を薄くして省スペースに配設できる特長がある。
【0030】
さらに、表示プレート15を照射する発光ダイオード16は、発光色が異なる複数の発光ダイオードを接近して配設している。発光色が異なる発光ダイオード16は、赤色発光ダイオードと、緑色発光ダイオードと、青色発光ダイオードの組合せが最適である。この発光ダイオード16は、3つの発光ダイオード16でフルカラー表示できる。ただし、発光ダイオードは、赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードの組合せとすることもできる。pHを色で表示するカラー表示パネル14は、赤と青とその中間色でpHを表示できるからである。発光ダイオード16は、ひとつのユニットに、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを接近して配設しているものを使用し、あるいは、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードとからなる3個の発光ダイオードを接近して配設することもできる。
【0031】
表示プレート15は、赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードからなる少なくとも二つの発光ダイオード16で照射される。発光ダイオード16の数を多くすると、表示プレート15を明るく発光できる。発光ダイオード16の数は、透明板15の大きさと、要求される明るさと、発光ダイオード16の発光強度とを考慮して最適値とされる。たとえば、面積を10〜100cm2とする表示プレート15は、10〜100個の発光ダイオード16で照射される。同じ発光強度である赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを使用する表示プレートは、各色の発光ダイオード16を同じ数使用する。ただ、各々の発光ダイオードに、発光強度が異なるものを使用するカラー表示パネルは、暗い発光ダイオードを明るい発光ダイオードよりも多数個使用する。
【0032】
各々の発光色の発光ダイオード16は、電流を制御して発光強度を調整し、各々の発光ダイオード16の発光強度で表示プレート15の発光色を調整する。赤色発光ダイオードを強く発光させると、表示プレート15の表面は赤色に近付き、青色発光ダイオードを強く発光させると、表示プレート15の表面は青色に近付く。
【0033】
各々の発光ダイオード16の電流は、平均的な電流値を制御して発光強度を制御できる。また、発光ダイオード16にパルス電流を流して、パルス電流を流す時間と、電流を遮断する時間との比率であるパルス電流のデューティーを調整して、発光ダイオード16に流す平均電流を制御することもできる。デューティーで発光ダイオード16の平均電流を調整する点灯回路17は、トランジスターやFET等のスイッチング素子を、オンオフさせて各々の発光ダイオード16の発光強度を制御できる。このため、点灯回路17を簡単にして、点灯回路17の電力ロスを少なくできる。オンオフするスイッチング素子の電圧降下に起因する電力ロスを少なくできるからである。
【0034】
パルス電流のデューティーで発光ダイオード16の平均電流を調整する点灯回路17は、発光ダイオード16のパルス電流を一定に制御する。たとえば、発光ダイオード16のパルス電流を10〜50mAの定電流駆動とする。パルス電流の周期、言いかえると、パルス電流の周波数は、点滅のちらつきがわからないように、50Hz〜1MHzとする。パルス電流の周期を遅くすると、ちらつきが目立ちやすい。反対にパルス電流の周期を短くすると、ちらつきは目立たなくなるが、スイッチング素子を高速でオンオフさせる必要があって、スイッチング素子とスイッチング素子の駆動回路に高速用の素子を使用する必要がある。
【0035】
パルス電流のデューティーを制御して発光ダイオード16の平均電流を調整する点灯回路17は、パルス電流を流す時間を長く、あるいは、電流を遮断する時間を短くして、発光ダイオード16の平均電流を増加して明るく発光させる。点灯回路17は、表示プレート15の表面を、pHに対応した色となるように、各々の発光ダイオード16のデューティーを制御し、発光ダイオード16の発光強度を制御する。点灯回路17が赤色発光ダイオードの平均電流を大きくすると、表示プレート15の表面は赤色が強くなり、青色発光ダイオードの平均電流を大きくすると、表示プレート15の表面は青色が強くなる。
【0036】
以上のカラー表示パネル14は、発光色が異なる複数の発光ダイオード16を使用して、表示プレート15を発光させている。ただ、表示プレートを照射する発光ダイオードには、図6と図7に示すように、単一の発光ダイオードで、フルカラー表示できるものを使用することもできる。この発光ダイオード16は、赤色発光チップと緑色発光チップと青色発光チップを内蔵しており、各々の発光チップに接続された端子に流す電流を制御して各々の発光チップの発光強度を調整し、発光ダイオード16の発光色を調整する。
【0037】
この発光ダイオード16は、各々の端子に流す平均的な電流値を制御して発光強度を制御できる。この発光ダイオード16は、前述のように、パルス電流を流す時間と、電流を遮断する時間との比率であるパルス電流のデューティーを点灯回路17で調整して、各々の端子に流す平均電流を制御できる。点灯回路17は、表示プレート15の表面がpHに対応した色となるように、各々の端子のデューティーを制御し、発光ダイオード16の発光強度を制御する。このように、フルカラー表示できる単一の発光ダイオードを使用するカラー表示パネルは、コンパクトに設計して、省スペースに配設でき、しかも、効率よく発光できる特長がある。
【0038】
点灯回路17は、演算回路18に制御される。演算回路18は、アルカリ水や酸性水のpHに対応する色に表示プレート15を発光させるように、点灯回路17を制御する。図2の鎖線で示すように、pHメーター10を使用してpHを検出するpH表示器6は、pHメーター10から入力されるpH値の信号に基づいて、演算回路18が点灯回路17を制御して表示プレート15を発光させる。図2に示すように、演算回路18がpHを演算するpH表示器6は、演算された結果に対応する色に表示プレート15を発光させるように、演算回路18が点灯回路17を制御する。さらに、演算回路18は、デジタル表示パネル13が、演算されたpHを数値でデジタル表示するように制御する。
【0039】
以上のpH表示器6は、アルカリ水や酸性水のpH値をデジタル表示パネル13でデジタル表示し、このpH値に対応する色をカラー表示パネル14で表示している。ただ、本発明の電解水の発生装置は、pH表示器にデジタル表示パネルを使用することなく、カラー表示パネルのみでアルカリ水と酸性水のpHを表示することもできる。このpH表示器は、カラー表示パネルが、アルカリ水と酸性水のpH値を発光色の異なる文字や数字で表示する。この構造のカラー表示パネルを図14と図15に示す。
【0040】
図14に示すカラー表示パネル14は、文字や数字をカラー表示する液晶文字表示板21と、この液晶文字表示板21を制御する制御回路22とを備える。液晶文字表示板22は、光源を内蔵しており、光源から照射される光から特定の波長の光を透過させて、表面に文字や数字をカラー表示している。制御回路22は、演算回路(図示せず)からの入力信号に基づいて、液晶文字表示板21に表示する文字や数字と、これ等を表示する色とを制御している。このカラー表示パネル14は、制御回路22で液晶文字表示板21を制御して、アルカリ水や酸性水のpH値をデジタル表示すると共に、表示される文字や数字の色を所定の色に調整してカラー表示している。
【0041】
図15に示すカラー表示パネル14は、発光色が異なる複数の発光ダイオード16とこれ等の発光ダイオード16の発光を制御する点灯回路17を備える。発光色が異なる発光ダイオード16は、赤色発光ダイオードと緑色発光ダイオードと青色発光ダイオードを組み合わせている。3つの発光ダイオード16は、ひとつのユニットに接近して配設して、フルカラー表示できるようにしている。図に示すカラー表示パネル14は、発光ダイオードユニット23を所定の位置に配列して、アルカリ水や酸性水のpH値をデジタル表示できるようにしている。ただ、カラー表示パネルは、発光ダイオードユニットを表面全体に配設した市販の表示パネルを使用して、文字や数字でpH値を表示することもできる。点灯回路17は、演算回路(図示せず)からの入力信号に基づいて、特定の位置にある特定の色の発光ダイオード16を点灯させる。このカラー表示パネルも、アルカリ水や酸性水のpH値をデジタル表示すると共に、発光ダイオードユニット23をpH値に対応する色に調整してカラー表示している。ただ、発光ダイオードは、異なる2色の発光色の発光ダイオードを組み合わせて表示することもできる。
【0042】
カラー表示パネル14が表示する色は、アルカリ水や酸性水のpH値に対応して変更される。このpH表示器6は、アルカリ水や酸性水のpHの程度を、カラー表示パネル14が表示する色の違いで判断できる。カラー表示パネルが表示する色は、図8に示すように、pH値の変化にともなって連続的に変化させることができる。このpH表示器は、pH値に応じて複数の発光ダイオードの平均電流を徐々に変更して、カラー表示パネルが表示する色を次第に変化させる。このpH表示器は、表示する色を連続的に変化できるので、たとえば、強アルカリ水と弱アルカリ水の中間のpHのアルカリ水を、強アルカリ水の色と弱アルカリ水の色の中間色で表示して、pHの度合を中間色の色合いの変化で判断できる特長がある。
【0043】
さらに、カラー表示パネルが表示する色は、図9に示すように、段階的に変化させることもできる。このpH表示器は、あらかじめ設定した範囲のpH値に対応した色をカラー表示パネルで表示する。このpH表示器は、アルカリ水や酸性水のpHを複数の領域に分割して、アルカリ水と酸性水の強弱を、段階的に明確に表示できる特長がある。
【0044】
図2に示す演算回路18は、電解電流を一定に保持して、電離槽3に流入する水の流量からアルカリ水のpHを演算する。したがって、この図のpH表示器6は、流量−pH関数であるy=f(x)を記憶している記憶手段19と、記憶手段19の流量−pH関数y=f(x)から演算されるpH値を、電離槽3に流入される水の補正pHを加算して補正する演算回路18とを備えている。
【0045】
記憶手段19は、流量−pH関数であるy=f(x)を、y=a1x+b1で表される一次関数として記憶している。ただし、この式において、a1とb1は定数、xは流量、yはpH値である。記憶手段19は、複数の流量−pH関数y=f(x)を記憶する必要はない。記憶される流量−pH関数y=f(x)は、ひとつの関数である。定電流回路4Aの設定電流を4.5Aに設定する装置は、図10に示すように、流量−pH関数におけるa1とb1の値を、a1=−1/11、b1=111.5/11に設定する。流量−pH関数におけるa1とb1の値は、定電流回路4Aの流量値で最適な値に設定される。
【0046】
演算回路18は、記憶手段19に記憶される流量−pH関数であるy=f(x)から演算される演算pH値に、補正pHを加算して補正し、補正されたpH値を表示する。補正pHは、電離槽3に流入する水の水質で決定する。補正pHは、−0.5〜+0.5の範囲で特定された値とする。簡単な装置は、補正pHを、電離槽3の流量に関係なく一定の数値とする。ただ、補正pHを流量によって変化させることもできる。
【0047】
補正pHは、電解水の発生装置を最初に設置したときに、特定の流量でアルカリ水を排出して決定する。補正pHは、流量−pH関数y=f(x)から計算されるpHと、実際に排出されるアルカリ水のpHとの差とする。たとえば、前述の流量−pH関数y=f(x)において、毎分1.5リットルのアルカリ水が排出されると、演算pH値は10となる。この状態で、電解水の発生装置から排水されるアルカリ水のpHを実際に測定して、測定したpH値が10.2であると、補正pHは0.2とする。補正pHは、変更しない定数であるので、演算回路18は、流量−pH関数y=f(x)から演算された演算pH値に、常に補正pHである0.2を加算してpH値を検出する。
【0048】
ただ、補正pHは、電解水の発生装置を最初に設置したときに、電離槽3に流入される水のpHを測定して決定することもできる。この装置は、補正pHを、流入する水のpHと、中性水のpH値である”7”との差とする。たとえば、流入する水のpH値が”7.5”の場合には、補正pHを、+0.5とする。補正pHは、変更しない定数であるので、演算回路18は、流量−pH関数y=f(x)から演算された演算pH値に、常に補正pHである0.5を加算してpH値を検出する。
【0049】
補正pHは、流量で変化させる定数とすることもできる。この装置は、流量を変化させて排出されるアルカリ水のpHを実測し、実測されたpH値と、演算pH値とを比較して、各流量における補正pHを決定する。この場合、必ずしも、全ての流量でアルカリ水のpHを実測する必要はない。最大流量と最低流量において、アルカリ水のpHを実測し、また、流量−pH関数y=f(x)から演算pH値を演算し、その差から最大流量における補正pHと、最小流量における補正pHを決定し、その中間の流量における補正pHは、一次関数で演算する。
【0050】
流量センサー5は、電離槽3を通過する水の流量を測定する。流量センサー5は、水の流量を測定して電気信号を出力する全てのセンサーが使用できる。たとえば、流量センサー5は、水が流れると通過する水の流量に比例してローターを回転させ、ローターの回転を電気信号に変換して出力するセンサーが使用できる。この流量センサー5は、1分間に回転するローターの回転数で、電離槽3を通過する水の流量を検出できる。
【0051】
図2に示す発生装置は、流入側に開閉弁8を設けている。開閉弁8の開度を調整すると、電離槽3に流入する水の流量が変化する。開閉弁8を完全に開くと、電離槽3を通過する水の流量は多くなってアルカリ水のpHは低下し、絞ると水の流量が少なくなってアルカリ水のpHは高くなる。
【0052】
流量センサー5は、電離槽3に水が流れないときに、電極に電圧を印加しない安全回路にも併用される。この装置は、流量センサー5で、電源4のオンオフを制御する。流量センサー5は、電離槽3に水が流入されることを検出するときにかぎって、正極1と負極2に電圧を印加する。電離槽3に水が流入されないことを検出すると、電源4の出力をオフ状態として、出力電圧を0Vとする。
【0053】
この図の装置は、開閉弁8が開かれて、電離槽3に水が流入される状態になると、このことが流量センサー5に検出されて、電源4が電離槽3の正極1と負極2に、定電流で電解電流を流す。この状態で、電離槽3を通過する水の流量が流量センサー5で検出される。流量センサー5で検出された流量から、演算回路18は、記憶手段19に記憶している流量−pH関数であるy=f(x)にもとづいて、アルカリ水のpHを演算する。さらに、演算回路18は、演算された演算pH値に、補正pHを加算して、アルカリ水の正確なpHを検出する。
【0054】
使用者は、排出されるアルカリ水のpHを変化させるときに、開閉弁8の開度を調整する。開閉弁8を絞って流量を少なくすると、電離槽3から排出されるアルカリ水のpHは高くなる。演算回路18は、少なくなった流量から演算pH値を演算し、演算pH値を補正してアルカリ水のpHとして検出する。以上の電解水の発生装置は、開閉弁8の開度を調整して、排出されるアルカリ水のpHを変化させる。
【0055】
図11は、設定したpHのアルカリ水を排出できる電解水の発生装置を示す。この装置は、電離槽3を通過する水の流量が変化しても、排出されるアルカリ水のpHを一定に制御する。
【0056】
この図に示す電解水の発生装置は、図2の装置と同じように、フィルター9と、電離槽3と、電源4と、pH表示器6とを備えている。フィルター9と電離槽3と、開閉弁8は、図2の装置と同じである。
【0057】
電源4は、電離槽3に水を流入させる状態で、正極1と負極2との間に、流量によって電流を変化させる電流制御回路4Bを内蔵している。電流制御回路4Bは、演算回路18に制御されて、排出されるアルカリ水のpHが一定になるように、電解電流を変化させる。たとえば、電流制御回路4Bは、アルカリ水のpHを9.5に設定する強飲用モードにおいて、2〜3Aに制御された電解電流を流す。アルカリ水のpHを9.0に設定する弱飲用モードにおいては、1〜1.2Aに制御された電解電流を流す。
【0058】
電流制御回路4Bは、正極1と負極2に流す電解電流を、電離槽3の水の流量によって変化させる。排出されるアルカリ水のpHを同じに調整するためである。電流制御回路4Bは、電離槽3の水の流量が多いときに電解電流を大きく、反対に流量が少ないときに電解電流を小さく制御する。好ましくは、電流制御回路4Bは、電離槽3の水の流量を6リットル/分とするときには、電解電流を3Aとし、流量を1.5リットル/分とするときに、電解電流を2Aとする。
【0059】
pH表示器6は、電離槽3から排出されるアルカリ水のpHを設定する設定手段20と、設定手段20で設定されたpH値にするために、流量に対する電流値の関数として、流量−電流関数I=f(x)を記憶している記憶手段19とを備えている。
【0060】
設定手段20は、強飲用モードと、弱飲用モードに制御するスイッチを備えている。強飲用モードは、アルカリ水のpHを9.5とし、弱飲用モードはアルカリ水のpHを9.0に設定する。設定されたアルカリ水のpHは、デジタル表示パネル13でデジタル表示される。さらに、設定されたpHに対応する色に、カラー表示パネル14が色表示される。
【0061】
記憶手段19は、流量−電流関数であるI=f(x)を、I=a2x+b2とする一次関数として記憶している。ただし、この式において、a2とb2は定数、xは流量、Iは電流値である。記憶手段19は、強飲用モードと弱飲用モードに対応する流量−電流関数I=f(x)を記憶している。強飲用モードに対応する流量−電流関数を図12に、弱飲用モードに対応する流量−電流関数I=f(x)を図13に示す。
【0062】
図12に示す強飲用モードの流量−電流関数I=a2x+b2は、a2を1/4.5として、b2を7.5/4.5としている。図13に示す弱飲用モードの流量−電流関数I=a2x+b2は、a2を0.2/4.5として、b2を4.2/4.5としている。
【0063】
演算回路18は、流量センサー5から入力される流量xをパラメターとして、記憶手段19に記憶される、流量−pH関数I=a2x+b2から電解電流を演算し、この電解電流となるように、電流制御回路4Bを制御する。演算回路18は、飲用モードによって、流量−pH関数I=a2x+b2を選択し、選択された流量−電流関数で電解電流を演算する。したがって、設定手段20が強飲用モードに設定されると、図12に示す流量−電流関数I=f(x)から電解電流を演算し、弱飲用モードが設定されると、図13に示す流量−電流関数I=f(x)から電解電流を演算する。
【0064】
図11に示す発生装置は、流入側に設けた開閉弁8で電離槽3に流入する水の流量を変化させても、排出されるアルカリ水のpHは変化しない。それは、電離槽3の水の流量が変化すると、流量が流量センサー5で検出され、検出された流量から電解電流を演算し、演算された電解電流となるように、電流制御回路4Bが正極1と負極2間の電解電流を制御するからである。
【0065】
たとえば、設定手段20を強飲用モードに設定する状態で、電離槽3を通過する水の流量が変化すると、演算回路18は、記憶手段19に記憶される図12の流量−電流関数I=f(x)から電解電流を演算する。演算された電解電流となるように、電流制御回路4Bが正極1と負極2間の電圧を制御する。このため、電離槽3の流量が変化しても、排出されるアルカリ水のpHが一定に保持される。設定手段20が弱飲用モードに設定されるときには、図13に示す流量−電流関数I=f(x)にもとづいて、演算回路18が電解電流を演算し、この電解電流となるように電流制御回路4Bで電離槽3の電解電流を制御するので、排出されるアルカリ水のpHは、弱飲用モードで設定されたpHとなる。
【0066】
【発明の効果】
本発明の電解水の発生装置は、アルカリ水や酸性水のpHを、感覚的に判りやすい状態で表示できる特長がある。それは、本発明の電解水の発生装置が、電離槽を通過して排出される水のpHを検出して表示するpH表示器に、pHを色表示するカラー表示パネルを備え、カラー表示パネルで排出される水のpHを表示しているからである。この構造の電解水の発生装置は、アルカリ水や酸性水のpHを、カラー表示パネルで色表示するので、感覚的に分かりやすい状態で表示できる。このため、本発明の電解水の発生装置は、従来の装置のように、デジタル数字でpH値を読み取ることなく、いいかえると、離れた位置からでも、色でpHの程度を判定して、しかも、数字のように読み間違えることなく、安心して安全にアルカリ水や酸性水のpHの程度を認識できる。さらに、本発明の電解水の発生装置は、アルカリ水と酸性水のpHを色で表示するので、化学的な専門知識のない一般の使用者であっても、色の違いで感覚的かつ経験的に判断して、排出されるアルカリ水や酸性水がどの程度に強いのかを容易に判定できる。したがって、使用者の年齢や知識を限定することなく、子供から老人まで、幅広い年代の多くの人々が、正しい使用方法で、安心して使用できる特長が実現できる。
【0067】
さらに、本発明の請求項2の電解水の発生装置は、アルカリ水や酸性水のpHを、感覚的に分かりやすい状態で表示できることに加えて、pH値を正確に表示できる特長がある。それは、本発明の電解水の発生装置が、pH表示器に、pHを数値で表示するデジタル表示パネルと、pHを色表示するカラー表示パネルとを備え、デジタル表示パネルとカラー表示パネルの両方で排出される水のpHを表示しているからである。この装置は、カラー表示パネルに表示される色で、pHを感覚的に認識し、さらに、デジタル表示パネルに表示される数字で、pH値をより正確に確認して、安心して使用できる特長がある。
【0068】
さらに、本発明の請求項5の電解水の発生装置は、発光ダイオードが表示プレートの端面を照射しているので、カラー表示パネル全体を薄くして省スペースに配設できる特長がある。
【0069】
さらに、本発明の請求項6の電解水の発生装置は、カラー表示パネルが、pHによって発光色が異なる文字や数字でpHを表示するので、アルカリ水や酸性水のpHを、正確に、しかも、感覚的に分かりやすい状態で表示できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の電解水の発生装置の正面図
【図2】 本発明の実施例の電解水の発生装置のブロック図
【図3】 pH表示器のカラー表示パネルの断面図
【図4】 pH表示器のカラー表示パネルの他の一例を示す断面図
【図5】 図4に示すカラー表示パネルの平面図
【図6】 カラー表示パネルの他の一例を示す断面図
【図7】 カラー表示パネルの他の一例を示す断面図
【図8】 カラー表示パネルが表示する色合いの変化を示すグラフ
【図9】 カラー表示パネルが表示する色合いの変化の他の一例を示すグラフ
【図10】 記憶手段に記憶される流量−pH関数y=f(x)を示すグラフ
【図11】 本発明の他の実施例の電解水の発生装置のブロック図
【図12】 図11に示す電解水の発生装置の記憶手段に記憶される強飲用モードに対応する流量−電流関数I=f(x)を示すグラフ
【図13】 図11に示す電解水の発生装置の記憶手段に記憶される弱飲用モードに対応する流量−電流関数I=f(x)を示すグラフ
【図14】 本発明の他の実施例の電解水の発生装置のカラー表示パネルの平面図
【図15】 本発明の他の実施例の電解水の発生装置のカラー表示パネルの一部拡大平面図
【符号の説明】
1…正極
2…負極
3…電離槽
4…電源 4A…定電流回路 4B…電流制御回路
5…流量センサー
6…pH表示器
7…多孔板
8…開閉弁
9…フィルター
10…pHメーター
11…酸性水排水路
12…アルカリ水排水路
13…デジタル表示パネル
14…カラー表示パネル
15…表示プレート 15A…凹凸部
16…発光ダイオード
17…点灯回路
18…演算回路
19…記憶手段
20…設定手段
21…液晶文字表示板
22…制御回路
23…発光ダイオードユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolyzed water generator for electrolyzing water into electrolyzed alkaline water and acidic water, and more particularly to an apparatus for displaying the pH of alkaline water or acidic water.
[0002]
[Prior art]
Devices that electrolyze tap water and electrolyze it into alkaline water and acidic water have already been used. This apparatus can collect acidic water in the vicinity of the positive electrode and alkaline water in the vicinity of the negative electrode. For this reason, it can drain | drain from the vicinity of an electrode and can isolate | separate into alkaline water and acidic water. This type of apparatus uses alkaline water as drinking water and acidic water as water having a bactericidal effect. The pH of alkaline water and acidic water is determined by the current flowing between the electrodes and the flow rate of water passing through the ionization tank. When the flow rate is constant and the current between the electrodes increases, the pH of the alkaline water increases. Even if the current between the electrodes is kept constant and the flow rate is reduced, the pH of the alkaline water increases.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The electrolyzed water generator adjusts the pH of discharged alkaline water or acidic water by controlling the flow rate and current flowing in the ionization tank. For example, in order to discharge alkaline water having a high pH, the flow rate of water passing through the ionization tank is decreased or the current between the electrodes is increased.
[0004]
An apparatus that can change the pH of alkaline water can be used more conveniently by displaying the pH of discharged alkaline water. This is because the user can check the pH and use it. The pH of discharged alkaline water or acidic water can be detected by a pH meter, or can be detected by calculating from the flow rate flowing through the electrolytic cell and the current value between the electrodes. The detected pH is digitally displayed as an actual numerical value.
[0005]
This device can confirm the digital value and confirm the pH of alkaline water or acidic water. Digital values can accurately display pH. However, there is a drawback that it becomes difficult to see the numerical value when separated. There is also a drawback that it is difficult to determine the degree of pH sensuously. For example, there is a drawback that it is difficult to sensuously determine how strong alkaline water discharged exhibits alkalinity.
[0006]
The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide an electrolyzed water generator capable of displaying the pH of alkaline water or acidic water in a state that is easy to understand sensuously.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The electrolyzed water generator of the present invention has the following configuration in order to achieve the above-described object. The electrolyzed water generator includes an
Furthermore, the electrolyzed water generator of the present invention includes a
[0008]
Furthermore, in the electrolyzed water generating apparatus according to
[0009]
Furthermore, in the electrolyzed water generating apparatus according to
[0010]
Furthermore, the electrolyzed water generator according to
[0011]
Furthermore, in the electrolyzed water generator according to
[0012]
Furthermore, in the electrolyzed water generator according to
Furthermore, in the apparatus for generating electrolyzed water according to
However, in this expression, a 2 And b 2 Is a constant, x is a flow rate, and I is a current value.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the Example shown below illustrates the electrolyzed water generator for materializing the technical idea of this invention, and this invention does not specify the electrolyzed water generator to the following.
[0014]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as “claims” and “means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0015]
The electrolyzed water generator shown in the front view of FIG. 1 and the block diagram of FIG. 2 includes a
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The ion concentration of alkaline water and acidic water electrolyzed in the
[0020]
Between the
[0021]
Both alkaline water and acidic water flowing out from the
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
For example, the
[0025]
The device in which the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The plurality of
[0030]
Further, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The current of each
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
A
[0041]
A
[0042]
The color displayed by the
[0043]
Further, the color displayed by the color display panel can be changed step by step as shown in FIG. This pH indicator displays a color corresponding to a pH value in a preset range on a color display panel. This pH indicator has the feature that the pH of alkaline water and acidic water can be divided into a plurality of regions, and the strength of alkaline water and acidic water can be clearly displayed step by step.
[0044]
The
[0045]
The storage means 19 stores y = f (x), which is a flow rate-pH function, as y = a1x + b1Is stored as a linear function. However, in this expression, a1And b1Is a constant, x is a flow rate, and y is a pH value. The storage means 19 need not store a plurality of flow rate-pH functions y = f (x). The stored flow rate-pH function y = f (x) is one function. An apparatus for setting the set current of the constant
[0046]
The
[0047]
The corrected pH is determined by discharging alkaline water at a specific flow rate when the electrolyzed water generator is first installed. The corrected pH is the difference between the pH calculated from the flow rate-pH function y = f (x) and the pH of the alkaline water that is actually discharged. For example, in the aforementioned flow rate-pH function y = f (x), when 1.5 liters of alkaline water is discharged per minute, the calculated pH value becomes 10. In this state, the pH of the alkaline water drained from the electrolyzed water generator is actually measured, and if the measured pH value is 10.2, the corrected pH is 0.2. Since the corrected pH is a constant that does not change, the
[0048]
However, the corrected pH can also be determined by measuring the pH of the water flowing into the
[0049]
The correction pH may be a constant that changes with the flow rate. This apparatus measures the pH of the alkaline water discharged by changing the flow rate, compares the measured pH value with the calculated pH value, and determines the corrected pH at each flow rate. In this case, it is not always necessary to actually measure the pH of the alkaline water at all flow rates. The pH of the alkaline water is measured at the maximum flow rate and the minimum flow rate, and the calculated pH value is calculated from the flow rate-pH function y = f (x), and the corrected pH at the maximum flow rate and the corrected pH at the minimum flow rate are calculated from the difference. And the corrected pH at an intermediate flow rate is calculated by a linear function.
[0050]
The
[0051]
The generator shown in FIG. 2 is provided with an on-off valve 8 on the inflow side. When the opening degree of the on-off valve 8 is adjusted, the flow rate of water flowing into the
[0052]
The
[0053]
In the apparatus of this figure, when the on-off valve 8 is opened and water enters the
[0054]
The user adjusts the opening degree of the on-off valve 8 when changing the pH of the discharged alkaline water. If the flow rate is reduced by narrowing the on-off valve 8, the pH of the alkaline water discharged from the
[0055]
FIG. 11 shows an electrolyzed water generator capable of discharging alkaline water having a set pH. This device controls the pH of discharged alkaline water to be constant even if the flow rate of water passing through the
[0056]
The electrolyzed water generator shown in this figure includes a
[0057]
The
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
The setting means 20 includes a switch that controls the strong drinking mode and the weak drinking mode. In the strong drinking mode, the pH of the alkaline water is set to 9.5, and in the weak drinking mode, the pH of the alkaline water is set to 9.0. The set pH of the alkaline water is digitally displayed on the
[0061]
The storage means 19 stores I = f (x), which is a flow rate-current function, as I = a2x + b2Is stored as a linear function. However, in this expression, a2And b2Is a constant, x is a flow rate, and I is a current value. The storage means 19 stores a flow rate-current function I = f (x) corresponding to the strong drinking mode and the weak drinking mode. A flow rate-current function corresponding to the strong drinking mode is shown in FIG. 12, and a flow rate-current function I = f (x) corresponding to the weak drinking mode is shown in FIG.
[0062]
Flow rate-current function I = a in the strong drinking mode shown in FIG.2x + b2Is a2Is 1 / 4.5, b2Is 7.5 / 4.5. Flow rate-current function I = a in the weak drinking mode shown in FIG.2x + b2Is a2Is 0.2 / 4.5, b2Is 4.2 / 4.5.
[0063]
The
[0064]
The generator shown in FIG. 11 does not change the pH of discharged alkaline water even when the flow rate of water flowing into the
[0065]
For example, when the flow rate of the water passing through the
[0066]
【The invention's effect】
The electrolyzed water generator of the present invention has an advantage that the pH of alkaline water or acidic water can be displayed in a state that can be easily understood. That is, the electrolyzed water generator of the present invention includes a color display panel for color-displaying pH on a pH indicator that detects and displays the pH of water discharged through the ionization tank. This is because the pH of the discharged water is displayed. The electrolyzed water generator having this structure displays the pH of alkaline water or acidic water in a color display panel, so that it can be displayed in a state that is easy to understand. For this reason, the electrolyzed water generating device of the present invention, unlike the conventional device, does not read the pH value with digital numbers, in other words, it judges the degree of pH by color even from a distant position, and The pH of alkaline water or acidic water can be recognized safely and safely without misreading like numbers. Furthermore, since the electrolyzed water generator of the present invention displays the pH of alkaline water and acidic water in color, even a general user without chemical expertise can experience sensual and experience with color differences. Therefore, it can be easily determined how strong the alkaline water or acidic water discharged is. Therefore, without limiting the age and knowledge of the user, it is possible to realize a feature that many people of a wide range of ages, from children to the elderly, can use with confidence in the correct usage method.
[0067]
Further, the electrolyzed water generator according to
[0068]
Furthermore, the electrolyzed water generator according to
[0069]
Furthermore, in the electrolyzed water generator according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an electrolyzed water generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an electrolyzed water generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of a color display panel of a pH indicator.
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the color display panel of the pH indicator.
5 is a plan view of the color display panel shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating another example of a color display panel.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a color display panel.
FIG. 8 is a graph showing a change in hue displayed on the color display panel.
FIG. 9 is a graph showing another example of a change in hue displayed on the color display panel.
FIG. 10 is a graph showing the flow rate-pH function y = f (x) stored in the storage means.
FIG. 11 is a block diagram of an electrolyzed water generator according to another embodiment of the present invention.
12 is a graph showing a flow rate-current function I = f (x) corresponding to the strong drinking mode stored in the storage unit of the electrolyzed water generator shown in FIG.
13 is a graph showing a flow rate-current function I = f (x) corresponding to the weak drinking mode stored in the storage unit of the electrolyzed water generator shown in FIG.
FIG. 14 is a plan view of a color display panel of an electrolyzed water generator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a partially enlarged plan view of a color display panel of an electrolyzed water generator according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Positive electrode
2 ... Negative electrode
3 ... Ionization tank
4 ...
5 ... Flow sensor
6 ... pH indicator
7. Perforated plate
8 ... Open / close valve
9 ... Filter
10 ... pH meter
11 ... Acidic water drainage channel
12 ... Alkaline water drainage channel
13. Digital display panel
14 ... Color display panel
15 ...
16 ... Light emitting diode
17 ... Lighting circuit
18 ... arithmetic circuit
19. Storage means
20: Setting means
21 ... Liquid crystal character display board
22 ... Control circuit
23 ... Light emitting diode unit
Claims (7)
前記電源(4)が、正極(1)と負極(2)との間に、流量によって電流を変化させる電流制御回路(4B)と、この電流制御回路(4B)を制御する演算回路(18)とを備えており、
pH表示器(6)が、pHを色表示するカラー表示パネル(14)を備え、カラー表示パネル(14)で排出される水のpHを表示すると共に、
前記pH表示器(6)は、電離槽(3)から排出されるアルカリ水のpHを設定する設定手段(20)と、設定手段(20)で設定されたpH値にするために、流量に対する電流値の関数として、流量−電流関数I=f(x)を記憶している記憶手段(19)とを備えており、
前記演算回路(18)が、前記流量センサー(5)から入力される流量xをパラメターとして、記憶手段(19)に記憶される、流量−pH関数から電解電流を演算し、この電解電流となるように、電流制御回路(4B)を制御するように構成してなることを特徴とする電解水の発生装置。An ionization tank (3) containing a positive electrode (1) and a negative electrode (2), a power supply (4) for applying a direct current to the positive electrode (1) and the negative electrode (2), and an ionization tank (3) In an electrolyzed water generator comprising a pH indicator (6) for detecting and displaying the pH of discharged water, and a flow rate sensor (5) for detecting the flow rate of water flowing into the ionization tank (3) ,
The power source (4) has a current control circuit (4B) that changes a current according to a flow rate between a positive electrode (1) and a negative electrode (2), and an arithmetic circuit (18) that controls the current control circuit (4B). And
The pH indicator (6) includes a color display panel (14) for displaying pH in color, and displays the pH of water discharged from the color display panel (14) .
The pH indicator (6) has a setting means (20) for setting the pH of the alkaline water discharged from the ionization tank (3) and a pH value set by the setting means (20). Storage means (19) for storing a flow rate-current function I = f (x) as a function of the current value,
The arithmetic circuit (18) calculates the electrolytic current from the flow rate-pH function stored in the storage means (19) using the flow rate x input from the flow rate sensor (5) as a parameter, and becomes this electrolytic current. As described above, the electrolyzed water generator is configured to control the current control circuit (4B) .
ただし、この式において、a 2 とb 2 は定数、xは流量、Iは電流値である。 The electrolyzed water generator according to claim 1, wherein the storage means (19) stores I = f (x), which is a flow rate-current function, as a linear function of I = a 2 x + b 2 .
In this equation, a 2 and b 2 are constants, x is a flow rate, and I is a current value.
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