JP4789764B2 - 軟水器再生機能付き電解水生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、連結した軟水器（イオン交換樹脂）の機能を再生可能に構成した軟水器再生機能付き電解水生成装置に関するものである。

電解水生成機に使用する原水は水道水を使用するが、水道水には硬度成分であるマグネシウムやカルシウムが含まれ、これがスケールとなって電解槽や配管内に付着し、管内を閉塞することがある。対策として、生成機の前段に軟水器を設置して軟水化しているが、軟水器は定期的に内部のイオン交換樹脂の再生処理を必要としている。

そこで従来は、特許文献１に記載の「再生装置付硬水軟水器」や、特許文献２に記載の「軟水器の再生制御方法」といった再生手段を用いることにより、軟水器、即ち、イオン交換樹脂の再生を図っている。
特開昭６３−３０５９８４号公報 特開平３−２０２１９１号公報

しかし、上記特許文献１に記載の「再生装置付硬水軟水器」は、軟水器にイオン交換樹脂の使用時間をカウントする装置を設け、所定時間に達すると信号を出力して再生操作を行うものであって、イオン交換樹脂の効力がなくなった時期に信号が発せられるので、連続して軟水が必要な場合に軟水の供給が止まってしまって、生成の中断が余儀なくされる欠点がある。また、軟水器が生成機とは関係なく独自にその機能を再生してしまうため、生成機の運転に影響を及ぼす問題があった。

また、上記特許文献２に記載の「軟水器の再生制御方法」は、軟水器に流量計、及びタイマーと流量計の故障検出手段を設け、通常は流量計の積算値で軟水器の再生を行い、流量計の故障時には前回の再生時間から所定時間経過した時に再生を行う構成であって、通常時は流量計では流量の積算を行い、所定の値に達した時、又は流量計の故障時には所定時間経過後に軟水器の再生を行うため、やはり連続して軟水が必要な場合に、電解水生成の中断が生じてしまう問題があった。

従って本発明の技術的課題は、軟水器を連結した電解水生成装置において、電解水生成装置の運転時には必ず軟水器が水道水を軟水化して提供すると共に、軟水器の再生時には、再生処理を電解水生成装置の運転に影響を及ぼさない状態で行うように構成した軟水器再生機能付き電解水生成装置を提供することである。

（１） 上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置は、水道水を直接電気分解するか、又は、水道水に電解質を添加した被電解水を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成機と、上記水道水に含まれている硬度成分を除去する機能を備え、且つ、斯る除去機能を回復させて再生可能に構成した軟水器との組み合わせからなる電解水生成装置であって、任意の時刻に設定でき、設定した時刻になると毎日信号を発信するタイマー装置と、水道水の硬度と、上記軟水器の採水量設定値と、上記電解水生成機の１日の電解水生成量を入力可能に構成した入力装置と、上記電解水生成機が生成する電解水の流量を測定することができる流量計と、上記入力装置から入力された各入力値から算出された上記軟水器の採水能力と、上記流量計の測定量から採水可能な軟水の残量を演算する演算手段と、上記電解水生成機と軟水器を制御する機能を備え、且つ、上記演算手段を演算処理するための機能と、斯る演算手段によって演算された演算データ及び上記入力装置からの入力データを記録する機能を備えた制御装置とによって構成され、上記演算手段によって演算された軟水の残量が１日の使用量以下になり、且つ、タイマー装置から信号が発信された場合に、上記の制御装置が上記軟水器の再生を指示するように構成したことを特徴としている。

（２） また、本発明の請求項２に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置は、水道水を直接電気分解するか、又は、水道水に電解質を添加した被電解水を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成機と、上記水道水に含まれている硬度成分を除去する機能を備え、且つ、斯る除去機能を回復させて再生可能に構成した軟水器との組み合わせからなる電解水生成装置であって、上記電解水生成機が生成した電解水を貯留するタンクと、このタンクに設けた満杯センサーと、水道水の硬度と、上記軟水器の採水量設定値と、上記電解水生成機の１日の電解水生成量を入力可能に構成した入力装置と、上記電解水生成機が生成する電解水の流量を測定することができる流量計と、上記入力装置から入力された各入力値から算出された上記軟水器の採水能力と、上記流量計の測定量から採水可能な軟水の残量を演算する演算手段と、上記電解水生成機と軟水器を制御する機能を備え、且つ、上記演算手段を演算処理するための機能と、斯る演算手段によって演算された演算データ及び上記入力装置からの入力データを記録する機能を備えた制御装置とによって構成され、上記演算手段によって演算された軟水の残量が１日の使用量以下になり、且つ、上記タンクの満杯センサーから満杯信号が入力されると、上記の制御装置が上記軟水器の再生を指示するように構成したことを特徴としている。

（３） また、本発明の請求項３に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置は、前記水道水の硬度が、初期値として前記制御装置に予め設定されていることを特徴としている。

（４） また、本発明の請求項４に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置は、前記タイマー装置が設定した時刻に毎日発信する信号を基準にして、前記流量計から送られて来る電解水の１日の生成量が、前記入力装置によって入力された電解水生成機の１日の電解水生成量を更新した場合には、前記制御装置が電解水生成量の入力情報を自動更新することを特徴としている。

（５） また、本発明の請求項５に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置は、前記電解水生成機に、再生後の前記軟水器による軟水の使用量、又は、１日の電解水生成量のいずれか一方、或いは両方を表示可能とした表示器を設けたことを特徴としている。

（６） 更に、本発明の請求項６に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置は、前記タイマー装置による信号発信の時刻設定が、前記電解水生成機が電解水の生成を行わない時間帯に設定されていることを特徴としている。

上記（１）で述べた請求項１に係る発明によれば、軟水の残量が１日の使用量以下となり、且つ、タイマー装置から信号が入力されると、制御装置が軟水器（イオン交換樹脂）の再生を指示して、機能の再生を可能にするため、電解水の生成中に軟水がなくなったり、電解水の生成の中断を余儀なくされたり、硬水の状態で電解水の生成に影響を与えたり、或いは、配管内にスケールが付着するといった、軟水器の機能低下が原因で発生する各種の問題を解消することができる。

また、上記（２）で述べた請求項２に係る発明によれば、軟水の残量が１日の使用量以下となり、且つ、電解水を貯留するタンクから満杯信号を受けると、制御装置が軟水器（イオン交換樹脂）の再生を指示して、機能の再生を可能にするため、電解水の生成中に軟水がなくなったり、電解水の生成の中断を余儀なくされたり、硬水の状態で電解水の生成に影響を与えたり、或いは、配管内にスケールが付着するといった、軟水器の機能低下が原因で発生する各種の問題を解消することができる。

更に、上記（３）で述べた請求項３に係る発明によれば、使用する地域における水道水の硬度が初期値と同一であれば、制御装置への硬度入力の手間が省けて、使用操作を簡単にすることができる。

また、上記（４）で述べた請求項４に係る発明によれば、前記タイマー装置から送られて来る信号を基準とする１日の電解水の生成量が、予め入力されている１日の生成量を更新した場合には、制御装置が電解水生成量の入力情報を自動更新するため、設定値よりも電解水の生成量が増加した場合でも、自動的な対応を可能にする。

また、上記（５）で述べた請求項５に係る発明によれば、表示器を見れば再生後の軟水の使用量が分かり、加えて、軟水器の最大採水量も分かっていることから、次回再生までの可能な軟水の使用量が把握できると共に、１日の最大電解水生成量が更新されたことも、一目で分かることができる。

更に、上記（６）で述べた請求項６に係る発明によれば、タイマーの時刻設定を電解水生成機が生成を行わない時間帯に設定することにより、生成を行わない時間帯に軟水器の再生処理を行うことが可能となる。

従って、本発明に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置によれば、電解水の生成中に軟水がなくなったり、配管内にスケールが付着するといった問題の発生を解決できると共に、電解水生成機の休止時間帯に合わせて軟水器（イオン交換樹脂）の機能を再生できるため、軟水器の機能再生のために電解水の生成を停止する必要もなく、電解水の生成をスケジュール通り進めることができる利点を発揮することができる。

以下に、上述した本発明に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１は本発明の全体を説明した構成図で、図中、符号１で全体的に示したのは、内部を膈膜によって陽極室１Ａと陰極室１Ｂに区画した有隔膜電解槽、３Ａと３Ｂは陽極室１Ａと陰極室１Ｂの夫々に設けた陽電極と陰電極、４は水道水又は水道水に電解質を添加した被電解水を、上記電解槽１に導入する原水導入管を示す。

５は、上記原水導入管４の途中に設けた軟水器であって、陽イオン交換樹脂を収容したこの軟水器５に上記の原水を通すことにより、原水中に含まれているカルシウムやマグネシウムといった金属イオンを上記陽イオン交換樹脂に吸着・除去させて、原水を軟水化する仕組みに成っている。

また、６と７は、上記の原水を電解槽１で電気分解することにより、陽極室１Ａ及び陰極室１Ｂで生成された酸性水とアルカリ性水を夫々取り込む酸性水貯水タンクとアルカリ性水貯水タンクで、６Ｔと７Ｔは生成された酸性水とアルカリ性水の給水管、６Ｓと７Ｓは各貯水タンク６，７に設けた満杯センサーである。

更に図中、ＴＨは電解水生成機の全体を示し、１０はマイクロコンピュータ等の制御手段を搭載した制御装置を示す。この制御装置１０には、前記原水導入管４の途中に設けた流量計８と、前述した軟水器５と、各貯水タンク６，７の満杯センサー６Ｓ，７Ｓが接続され、更に、タイマー装置１１、入力装置１２、表示器１３、及び、モード切替スイッチを含む操作基板１４が接続されていて、夫々が制御装置１０との間で有線又は無線にて各種信号を遣り取りするように構成されている。

即ち、上記の軟水器５に対しては、再生処理時に制御装置１０から再生処理信号（制御信号）が送信され、制御装置１０に対しては、流量計８から原水（軟水）の給水量が送信され、且つ、各貯水タンク６，７の各満杯センサー６Ｓ，７Ｓからは、各電解水の満杯信号が送信される。

更に制御装置１０に対しては、タイマー装置１１から予め設定した時刻（具体的には電解槽１が電解水を生成しない時間帯）になると、１日に１回信号が発信され、入力装置１２からは、水道水の硬度と、上記軟水器５の採水量設定値と、上記電解槽１の１日の電解水生成量が設定入力され、操作基板１４からはモード切替信号やその他の操作信号が入力される。また、表示器１３には制御装置１０によって前記軟水器５が再生された後の軟水（水道水）の処理量、又は、１日の電解水生成量が表示される。

上記入力装置１２によって入力される設定項目中、「水道水の硬度」は、地域別硬度表を用いるか、又は、当該地域で使用されている水道水の全硬度（ｍｇ／Ｌ）を実測して、その値を入力する。また、「軟水器の採水量設定値」は、使用する軟水器５の仕様採水量／１再生（ｍ^３）を入力する。更に、「電解槽の１日の電解水生成量」は、電解槽１の１日の電解水生成量をカウントして、そのカウント量を入力する。尚、前記流量計８によってカウントされる軟水化された被電解水の量と、電解槽１によって生成される電解水生成量は実質同一、同量であるため、この流量計８を用いて「電解槽の１日の電解水生成量」を実測することが可能であり、従って、図１に示した装置では、当該流量計８が電解水生成量を測定する流量計として兼用される。

尚、上記軟水器５の最大採水量は、以下の式から求められる。
（１） 最大採水量（ｍ^３）＝（６０÷原水硬度設定値）×軟水器採水量設定値
上記（１）式において、「６０」は、軟水器５の硬度標準値。「原水硬度設定値」は、その地域の原水の硬度。「軟水器採水量設定値」は、軟水器５の許容量である。

通水積算量が上記の「最大採水量」に達しても、制御装置１０から軟水器５を再生する信号が入力されない場合は、電解槽１は電解水の生成を停止して、強制的に軟水器５を再生を開始する。再生信号が入力されない場合とは、タイマー装置１１がＯＮにならない場合と、満杯センサー６Ｓ或いは７Ｓから満水信号が入力されない場合であって、この場合は強制的に軟水器５の再生動作を行い、終了すると電解槽１による電解水の生成が再開される。

また、上記軟水器５の適正採水量は、以下の式から求められる。
（２） 適正採水量（ｍ^３）＝（最大採水量×０．９）−１日最大生成量
上記（２）式によって適正採水量が得られると、タイマー装置１１からのＯＮ信号や、満杯センサー６Ｓ，７Ｓからの満水信号によって、軟水器５の再生処理が開始される条件となる。

前記電解槽１による１日の電解生成量は、タイマー装置１１から１日１回、同じ時刻に信号が送られて来る設定になっていることから、タイマー装置１１の信号が入力されてから、次に信号が入力されるまで（１日経過）の電解水生成量をカウントすると共に、最大量は更新することによって、それを１日の電解水生成量（最大生成量）とすることができる。また、この１日最大生成量を設けることで、通水積算量が軟水器５の仕様採水量を超えることを抑えることができる。

尚、上記１日最大生成量は、操作基板１４のモード切替スイッチを操作して、制御装置１０の機能設定モードを「日最大生成量点検」に設定することで確認することができると共に、日最大生成量の変更も可能である。

更に制御装置１０は、上記「軟水器採水能力」と、上記「電解槽の１日の電解水生成量」とから、「採水可能な軟水の残量」を算出可能とする一方、この算出された「採水可能な軟水の残量」が軟水器５が使用する１日の使用量以下と成り、且つ、前記タイマー装置１１から１日１回の信号を受信すると、軟水器５に再生処理開始の信号を送って、再生処理が開始される仕組みに成っている。

上記軟水器５の再生処理は、例えば、上記制御装置１０からの再生開始の信号に従って、バルブを開いて付属する再生タンク（図示省略）から例えば食塩水等の再生液を軟水器５に一定時間・一定量給水して、軟水器５内に収めたイオン交換樹脂の再生を図ることによって行われる。

尚、図１では各貯水タンク６，７が酸性水用とアルカリ性水用として２個設けられているが、満杯信号は前記満杯センサー６Ｓ，７Ｓのいずれか１つから入力されればよい。しかし、実際に電解水を利用する人は一方の電解水のみを使う場合が多いため、使用量の多い方の貯水タンク６又は７の残量のみが少なくなるので、２個の満杯センサー６Ｓ及び７Ｓのシリーズ信号（２個ともＯＮ）を利用する場合がある。更に、使用しない他方の電解水を垂れ流し方式にして、いずれか一方の貯水タンク６又は７のみを設置する場合もある。

また、軟水器５の採水量を設定するための対象原水（水道水）の硬度として、全国平均値を初期値（デフォルト）として使用することも可能である。因みに、水道水硬度の全国平均値はおおよそ６０ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）であるが、出荷先の対象原水の硬度を調べて事前に設定しておくようにしてもよい。

次に、上述した本発明の作用を図２と図３に記載したフローチャートに従って更に詳しく説明することにする。

図２に示した始めのステップＳ１では、タイマー装置１１の信号発信時刻を任意の時刻、具体的には、電解水生成機ＴＨが電解水の生成を行っていない時刻（例えば夜間の時刻や休み時間等）に設定し、次いで、ステップＳ２に進んで入力装置１２を用いて軟水器５の採水量を設定入力して、次のステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、水道水（原水）の硬度を設定するか否かが判定され、硬度を入力設定する場合（ＹＥＳの場合）は、ステップＳ４に進んで入力した設定値を用いて前述した（１）式を用いて最大採水量を決定後、前記（２）式を用いて適正採水量を決定して次のステップＳ５に進むが、硬度決定をしない場合（ＮＯの場合）は、ステップＳ６に進んで初期値（硬度標準値・６０ｍｇ／Ｌ）にて上記（１）式及び（２）式を用いて適正採水量を決定して、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、上述した設定値に従って電解槽１による電解水の生成が開始され、次のステップＳ７で最大生成量を更新したことが確認されると、ステップＳ８に進んで最大生成量を更新した後、図３に示すステップＳ９に進んで設定されている軟水器５の再生条件が更新され、次いで、ステップＳ１０に進んで軟水器５の軟水の残量が１日の使用量以下であるか否かが判定され、１日の使用量以下の場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、タイマー装置１１から信号が送られて来たか否か（タイマーがＯＮしたか否か）が判定され、信号が送られて来た場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１２に進み、信号が送られて来ない場合（ＮＯの場合）はステップＳ１３に進んでいずれかの満杯センサー６Ｓ，７Ｓから満杯信号を受けたか否かが判定され、満杯信号を受けた場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、軟水器５に対して再生処理を行う指示を送り、次いで、ステップＳ１４に進んで軟水器５の再生処理が実行され、ステップＳ１５で再生処理が終了すると、ステップＳ１６に進んで電解水生成機ＴＨの通常運転が再開されて、軟水器５の再生処理が終了する。

本発明に係る軟水器再生機能付き電解水生成装置の全体を説明した構成図。 本発明による軟水器再生の処理動作を説明したフローチャート。 図２に示したフローチャートの続きを記載したフローチャート。

符号の説明

ＴＨ 電解水生成機
１ 電解槽
４ 原水導入管
５ 軟水器
６ 酸性水貯水タンク
７ アルカリ性水貯水タンク
６Ｓ，７Ｓ 満杯センサー
８ 流量計
１０ 制御装置
１１ タイマー装置
１２ 入力装置
１３ 表示器
１４ 操作基板

Claims (6)

1. 水道水を直接電気分解するか、又は、水道水に電解質を添加した被電解水を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成機と、上記水道水に含まれている硬度成分を除去する機能を備え、且つ、斯る除去機能を回復させて再生可能に構成した軟水器との組み合わせからなる電解水生成装置であって、
   任意の時刻に設定でき、設定した時刻になると毎日信号を発信するタイマー装置と、
   水道水の硬度と、上記軟水器の採水量設定値と、上記電解水生成機の１日の電解水生成量を入力可能に構成した入力装置と、
   上記電解水生成機が生成する電解水の流量を測定することができる流量計と、
   上記入力装置から入力された各入力値から算出された上記軟水器の採水能力と、上記流量計の測定量から採水可能な軟水の残量を演算する演算手段と、
   上記電解水生成機と軟水器を制御する機能を備え、且つ、上記演算手段を演算処理するための機能と、斯る演算手段によって演算された演算データ及び上記入力装置からの入力データを記録する機能を備えた制御装置とによって構成され、
   上記演算手段によって演算された軟水の残量が１日の使用量以下になり、且つ、タイマー装置から信号が発信された場合に、上記の制御装置が上記軟水器の再生を指示するように構成したことを特徴とする軟水器再生機能付き電解水生成装置。
2. 水道水を直接電気分解するか、又は、水道水に電解質を添加した被電解水を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成機と、上記水道水に含まれている硬度成分を除去する機能を備え、且つ、斯る除去機能を回復させて再生可能に構成した軟水器との組み合わせからなる電解水生成装置であって、
   上記電解水生成機が生成した電解水を貯留するタンクと、
   このタンクに設けた満杯センサーと、
   水道水の硬度と、上記軟水器の採水量設定値と、上記電解水生成機の１日の電解水生成量を入力可能に構成した入力装置と、
   上記電解水生成機が生成する電解水の流量を測定することができる流量計と、
   上記入力装置から入力された各入力値から算出された上記軟水器の採水能力と、上記流量計の測定量から採水可能な軟水の残量を演算する演算手段と、
   上記電解水生成機と軟水器を制御する機能を備え、且つ、上記演算手段を演算処理するための機能と、斯る演算手段によって演算された演算データ及び上記入力装置からの入力データを記録する機能を備えた制御装置とによって構成され、
   上記演算手段によって演算された軟水の残量が１日の使用量以下になり、且つ、上記タンクの満杯センサーから満杯信号が入力されると、上記の制御装置が上記軟水器の再生を指示するように構成したことを特徴とする軟水器再生機能付き電解水生成装置。
3. 前記水道水の硬度が、初期値として前記制御装置に予め設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
4. 前記タイマー装置が設定した時刻に毎日発信する信号を基準にして、前記流量計から送られて来る電解水の１日の生成量が、前記入力装置によって入力された電解水生成機の１日の電解水生成量を更新した場合には、前記制御装置が電解水生成量の入力情報を自動更新することを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
5. 前記電解水生成機に、再生後の前記軟水器による軟水の使用量、又は、１日の電解水生成量のいずれか一方、或いは両方を表示可能とした表示器を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
6. 前記タイマー装置による信号発信の時刻設定が、前記電解水生成機が電解水の生成を行わない時間帯に設定されていることを特徴とする請求項１又は４に記載の電解水生成装置。
   

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