JP6209191B2 - 電解水生成装置、及びその管理システム - Google Patents

Description

本発明は、水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置、及びその管理システムに関する。

電解水生成装置では、通常、着脱可能な浄水カートリッジを具えており、この浄水カートリッジは、浄水した積算水量や積算時間等に応じて定期的に交換する必要がある。しかし、もし電解水生成装置の製造メーカーが指定する専用の浄水カートリッジ（以下、純正カートリッジという場合がある。）以外の浄水カートリッジ（以下、非純正カートリッジという場合がある。）を使用した場合、電解水生成装置の正確な機能が損なわれたり、その安全性が確保できないといった問題が生じる。

そこで、下記の特許文献１には、浄水カートリッジにＩＣタグ（無線タグ）を取り付ける一方、このＩＣタグからデータを読み取るリーダ・ライタ装置を装置本体に取り付けることが提案されている。そして、ＩＣタグから読み取ったデータを、装置本体に予め記憶された使用可能な浄水カートリッジのリストのデータと照合することで、浄水カートリッジが純正品か否かを識別でき、非純正品の使用を防ぐことができる。

特開２０１２−０１６６４３号公報

他方、浄水カートリッジにおいては、研究開発による浄水機能の向上等に伴い、高性能の浄水カートリッジが発売される場合がある。このとき、前記発売以前の電解水生成装置に対しては、装置の内部データを更新して新の浄水カートリッジのデータを加える必要が生じる。またこれ以外にも、装置の機能向上や使用者の好み等に応じて、プログラムを含む内部データを更新する場合も生じる。

しかし従来においては、配管が接続された装置設置現場において内部データを更新することは困難であった。そのため、いったん電解水生成装置を工場等に持ち帰り、分解した後、基板を取り替えることで内部データの更新が行われる。そのため、メンテナンスの作業時間の増加や作業コストの上昇を招くという問題がある。

本発明は、装置設置現場において内部データを容易に更新することができ、メンテナンスの作業時間や作業コストの削減に大きく貢献しうる電解水生成装置、及びその管理システムを提供することを課題としている。

第１の発明は、水を電気分解する電解槽を有する装置本体と、
前記装置本体の装着部に交換可能に装着され、電気分解前の水又は電気分解後の水を浄化する浄水カートリッジとを含む電解水生成装置であって、
前記装置本体は、通信手段と、前記装置本体の内部データを記憶するメモリー部分を有する制御部とを具え、
前記通信手段が外部データ媒体と無線接続したとき、前記制御部は、外部データ媒体からデータを読み取るとともに読み取ったデータに基づいて前記内部データを更新させることを特徴としている。

本発明に係る電解水生成装置では、前記浄水カートリッジは、無線タグを具えるとともに、前記通信手段は、前記装着部に装着された浄水カートリッジの前記無線タグと無線接続でき、かつ無線接続したとき、前記制御部は、無線タグからデータを読み取ることが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記制御部は、前記無線タグから読み取ったデータに基づいて前記内部データを更新させることが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記浄水カートリッジが取外された装着部に前記外部データ媒体が接近したとき、前記通信手段は、前記外部データ媒体と無線接続でき、かつ無線接続したとき、前記制御部は、外部データ媒体からデータを読み取るとともにその読み取ったデータに基づいて前記内部データを更新させることが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記外部データ媒体によって更新されるデータは、前記電解水生成装置に使用可能な浄水カートリッジのデータ、水の電気分解中に流れるメロディーのデータ、ＬＥＤの点灯パターンのデータ、注意又は警告時に流れる音声又はブザー音のデータ、及び前記装置本体の動作を制御する制御プログラムのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記外部データ媒体は、携帯通信端末、又はタブレットＰＣであることが好ましい。

第２の発明は、電解水生成装置の管理システムであって、上記の電解水生成装置と外部データ媒体とを含むことを特徴としている。

本発明の電解水生成装置における装置本体は、通信手段と、装置本体の内部データを記憶するメモリー部分を有する制御部とを具える。

この制御部は、前記通信手段が外部データ媒体と無線接続したとき、外部データ媒体からデータを読み取るとともに読み取ったデータに基づいて内部データを更新させる機能を有する。即ち、装置本体の分解や基板の取り替えを行うことなく、装置設置現場において、内部データを容易に更新することができる。これにより、メンテナンスの作業時間や作業コストの削減を図ることができる。

本発明の電解水生成装置の内部構造を略示する斜視図である。 図１の電解水生成装置の内部構造を略示する平断面図である。 図１の電解水生成装置の構成を示す概念図である。 装置本体と外部データ媒体とが無線接続した状態を示す斜視図である。 図４の無線接続の状態を示す概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１、２に示すように、本実施形態の電解水生成装置１は、水を電気分解する電解槽４を有する装置本体２と、電気分解前の水又は電気分解後の水を浄化する浄水カートリッジ５とを含む。

本例の装置本体２は、装置本体２の周囲を囲み内部に収容空間３０を区画するケース３１と、前記収容空間３０を複数の空間に区分するフレーム３２とを含む。

前記フレーム３２は、例えば装置厚さ方向Ｘにのびる第１隔壁３２Ａと、装置巾方向Ｙにのびかつ前記第１隔壁３２ＡとはＴ字状に交わる第２隔壁３２Ｂとを含む。そして第１隔壁３２Ａは、前記収容空間３０を、装置巾方向Ｙの一方側に配される第１空間３０Ａと、他方側に配される第２空間３０Ｂとに区分する。また第２隔壁３２Ｂは、前記第２空間３０Ｂを、装置厚さ方向Ｘの一方側（本例では前面側）に配される第３空間３０Ｂ１と、他方側（本例では背面側）に配される第４空間３０Ｂ２とに区分する。

前記第１空間３０Ａには、浄水カートリッジ５が収容されるとともに、第３空間３０Ｂ１には、電解槽４が収容される。また第４空間３０Ｂ２には、電解槽４を電気制御する回路基板３４を含む電気部材が収容される。この第４空間３０Ｂ２は、第１隔壁３２Ａ及び第２隔壁３２Ｂによって、第１空間３０Ａ及び第３空間３０Ｂ１から防水状態で隔離される。これにより、浄水カートリッジ５又は電解槽４から水漏れが発生した場合にも、回路基板３４を含む電気部材を、漏れた水から保護することができる。

前記浄水カートリッジ５は、前記第１空間３０Ａである装着部１０に、交換可能に装着される。交換時期を迎えた浄水カートリッジ５は、例えば、使用者がケース３１の蓋部３１Ａを開いて装着部１０を開放することにより、新品の浄水カートリッジ５と交換できる。

図３に概念的に示すように、本例では、浄水カートリッジ５が電解槽４の上流側に設けられ、電気分解前の水を浄化する好ましい場合が示される。この浄水カートリッジ５には、原水が供給される。原水には、一般的には水道水が利用されるが、その他、例えば、井戸水、地下水等を用いることができる。浄水カートリッジ５は、原水を濾過により浄化し、得られた浄水を電解槽４内の電解室４０に供給する。なお浄水カートリッジ５を、電解槽４の下流側に設けることもできる。この場合、電解槽４によって電気分解された水のうち、特に電解水素水を浄化するように浄水カートリッジ５を取り付けることが好ましい。

本例では、電解水生成装置１は、浄化性能が異なる複数種類の純正の浄水カートリッジ５を選択的に装着可能に構成されている。この場合、ユーザーは、標準の浄水カートリッジ５に替えて、より優れた浄化性能を有する浄水カートリッジ５を装着することも、また、より交換時期の長い浄水カートリッジ５を装着することもできる。

電解室４０の内部には、陽極給電体４１及び陰極給電体４２が互いに対向して配置されている。陽極給電体４１と陰極給電体４２との間には隔膜４３が配設されている。隔膜４３は、電解室４０を陽極給電体４１側の陽極室４０ａと、陰極給電体４２側の陰極室４０ｂとに区分する。

電解室４０の陽極室４０ａ及び陰極室４０ｂの両方に水が供給され、陽極給電体４１及び陰極給電体４２に直流電圧が印加される。これにより、電解室４０内で水の電気分解が生じる。

隔膜４３は、電気分解で生じたイオンを通過させることができ、これにより陰極室４０ｂ内に電解還元水が得られ、陽極室４０ａ内に電解酸性水が得られる。また陰極室４０ｂでは、電気分解によって水素ガスが発生し、陰極室４０ｂ内の水に溶け込む。従って、陰極室４０ｂで得られた電解還元水は、電解水素水とも称され、活性酸素の除去に有効とされる。

本例の装置本体２は、流路切替弁２２を具える。この流路切替弁２２は、陰極室４０ｂからの電解水素水を、電解水素水専用の第１の排水路１１に案内し、また陽極室４０ａからの電解酸性水を、電解酸性水専用の第２の排水路１２に案内する。本例の装置本体２では、給電体にスケールが付着して電気分解性能が低下するのを防ぐため、定期的に、電解槽４に印可される電圧の極性を＋−逆に切り替えることが行われる。この切り替えにおいても、電解水素水を第１の排水路１１に案内し、かつ電解酸性水を第２の排水路１２に案内させるために、電圧の極性切り替えと同期して、流路切替弁２２の弁の切り替えが行われる。

また本例の装置本体２は、その作動状態をチェックする複数のセンサー２０を具える。このセンサー２０として、本例では、浄水カートリッジ５を通過する通水量を検知する流量センサー２０Ａ、電解槽４に接続される直流電源２１の温度を検知する温度センサー２０Ｂ、電解槽４に流れる電流を測定する電流計２０Ｃ、流路切替弁２２の弁の位置を検知する位置センサー２０Ｄ、及び第１の排水路１１を通る電解水素水のｐＨ値を測定するｐＨセンサー２０Ｅ等が含まれる。なお前記センサー２０は、これに限定されるものではない。

これらセンサー２０によって電解水生成装置１の動作状態が監視される。そして、例えば少なくとも１つのセンサー２０の測定値が、正常動作状態における適正数値範囲から外れたとき、異常と判断され、電解水生成装置１の停止、及び故障の発生等が表示される。前記適正数値範囲は、内部データＢの一部として、後述する制御部８のメモリー部分１４に記憶されるとともに、測定値の異常／正常の判定、並びに、異常の場合における装置の停止及び注意又は警告は、それぞれ制御部８によって行われる。

本例では、浄水カートリッジ５は、この浄水カートリッジ５のデータＡを格納した近距離無線通信用の無線タグ６を具える。この無線タグ６は、電子タグ、ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification)タグ等とも呼ばれるもので、近距離無線によってデータの読み書きが可能な周知の記憶媒体である。

前記浄水カートリッジのデータＡには、浄水カートリッジ５を識別するための識別データＡ１（例えばＩＤ番号など）が含まれる。また前記データＡは、他に、浄水カートリッジ５の仕様に関するデータ、例えば型番、並びに、浄水カートリッジが有効に機能しうる通水量の推奨上限値のデータ及び使用時間の推奨上限値のデータなどを含むことができる。

また前記装置本体２は、通信手段７と制御部８とを具える。本例では、通信手段７は、前記装着部１０に装着された浄水カートリッジ５の前記無線タグ６との間で無線通信しうる。また無線接続したとき、前記制御部８は、無線タグ６からデータＡを読み取りうる。この通信手段７として、所謂ＲＦＩＤリーダ・ライタが好適に採用しうる。

図２に示すように、前記通信手段７と制御部８とは、前記第４空間３０Ｂ２内に配され、第１隔壁３２Ａを透過して無線タグ６との間で無線通信が行われる。本例では、前記制御部８は、回路基板３４に取り付けられるとともに、通信手段７は第１隔壁３２Ａに取り付けられる。装置外のノイズによる影響を抑制するため、通信手段７の無線通信用アンテナ部７Ａとケース３１の外表面との間の最短距離Ｌａは、無線通信用アンテナ部７Ａと第１隔壁３２Ａの第１空間３０Ａ側の表面との間の最短距離Ｌｂよりも大であるのが好ましい。

前記制御部８は、装置本体２の内部データＢを記憶するメモリー部分１４を有する。前記内部データＢとして、特に規定されないが、本例の内部データＢには、
（１）電解水生成装置１に使用可能な純正の浄水カートリッジのデータＢ１、
（２）水の電気分解中に流れるメロディーのデータＢ２、
（３）ＬＥＤの点灯パターンのデータＢ３、
（４）注意又は警告時に流れる音声又はブザー音のデータＢ４、
（５）前記装置本体２の動作を制御する制御プログラムＢ５
のうちの少なくとも１つが含まれる。

前記データＢ１としては、使用可能な純正の浄水カートリッジの型番のリストのデータが挙げられる。そして制御部８が、前記型番のリストのデータＢ１と、現在装着されている浄水カートリッジ５から読み取られた型番のデータとを照合することで、純正品か否かを識別できる。しかし、例えば新型の浄水カートリッジが後日発売され、これが電解水生成装置１に使用可能である場合には、新型の浄水カートリッジの型番を型番のリストに加えるためにデータＢ１を更新することが望まれる。

また本例の電解水生成装置１では、装置が作動して水が電気分解されていることを使用者に知らせるために、電気分解中にスピーカーからメロディー（音楽）が流れるように構成されている。メモリー部分１４には、予め複数のメロディーが選択可能に登録されているが、使用者の好みに応じて新たなメロディーを追加変更するためにデータＢ２を更新することが望まれる。

また本例の電解水生成装置１では、装置が作動して水が電気分解されていることを使用者に知らせるために、電気分解中にＬＥＤが点滅するように構成されている。メモリー部分１４には、予め複数の点灯パターンが選択可能に登録されているが、使用者の好みに応じて新たな点灯パターンを追加変更するためにデータＢ３を更新することが望まれる。

また本例の電解水生成装置１では、注意又は警告時、異常が起ったことを使用者に知らせるために、音声又はブザー音が流れるように構成されている。メモリー部分１４には、予め複数の話し手の声やブザー音が選択可能に登録されているが、使用者の好みに応じて話し手の声やブザー音の音色を追加変更するためにデータＢ４を更新することが望まれる。

また電解水生成装置１では、装置本体２の動作を制御プログラムＢ５によって制御しているが、その機能を向上させるために制御プログラムＢ５をアップデートすることが望まれる。

そこで、前記内部データＢを更新するために、外部データ媒体２５が使用される。具体的には、図４、５に示すように、本例では、浄水カートリッジ５が取外された装着部１０に、前記外部データ媒体２５を接近させたとき、この外部データ媒体２５と前記通信手段７とを無線接続させることができる。

前記外部データ媒体２５は、特に規制されないが、少なくとも前記通信手段７との間の通信機能、及び前記内部データＢを更新するための更新用データを格納する機能を有する必要がある。

このような外部データ媒体２５として、専用の装置を作成して使用しうるが、例えば既存の携帯通信端末（例えば携帯電話やスマートフォン）、タブレットＰＣ等を利用するのが好ましい。この携帯通信端末、及びタブレットＰＣ等は、専用のアプリケーション（ソフトウェア）をインストールしておくことで、前記外部データ媒体２５として機能させうる。また無線タグを使用することもできる。

前記外部データ媒体２５と通信手段７との通信形態としては、特に規制されないが、例えば、Bluetooth （登録商標）、ｗｉ−ｆｉ、ＮＦＣなどの無線通信が好適に使用できる。そして例えば、探索可能状態の通信手段７に向けて、外部データ媒体２５を探索操作することにより、両者の無線接続を確立させることができる。

また前記制御部８は、前記無線接続が確立したとき、外部データ媒体２５から更新用のデータを読み取るとともに読み取った更新用のデータに基づいて前記内部データＢを更新させる機能を有する。このような機能は、制御部８が所定の制御プログラムを具えることで行いうる。

なお外部データ媒体２５によって更新されるデータとして、
（１）電解水生成装置１に使用可能な純正の浄水カートリッジのデータＢ１、
（２）水の電気分解中に流れるメロディーのデータＢ２、
（３）ＬＥＤの点灯パターンのデータＢ３、
（４）注意又は警告時に流れる音声又はブザー音のデータＢ４、
（５）前記装置本体２の動作を制御する制御プログラムＢ５
のうちの少なくとも１つを含むことができる。

また浄水カートリッジ５の無線タグ６に、更新用のデータを格納させることもできる。この場合、通信手段７が、装着部１０に装着された浄水カートリッジ５の無線タグ６と無線接続したとき、制御部８が無線タグ６から更新用のデータを読み取るとともに、読み取った更新用のデータに基づいて内部データＢを更新させる。この場合、無線タグ６が外部データ媒体２５を兼ねる。

一例としては、例えば、無線タグ６の前記データＡのうちの、通水量の推奨上限値のデータ、及び使用時間の推奨上限値のデータを更新用のデータとして使用する。浄水カートリッジ５を装置本体２に装着する際、無線タグ６のデータＡを読み取り、予め内部データＢに記憶されている通水量の推奨上限値のデータ、及び使用時間の推奨上限値のデータを、装着された浄水カートリッジ５のものに置き換える。そして、この置き換えた通水量の推奨上限値のデータ、及び使用時間の推奨上限値のデータに基づいて、装着された浄水カートリッジ５の交換時期を計算するのである。この場合、使用可能な全ての浄水カートリッジに対して、それぞれの通水量の推奨上限値のデータ、及び使用時間の推奨上限値のデータを、内部データＢに登録しておく必要がなくなるため、メモリー容量を少なくすることができる。また交換時期の変更を、容易に行うことも可能となる。

このように、電解水生成装置１では、装置本体２の分解や基板の取り替えを行うことなく、装置設置現場において、内部データＢを容易に更新することができるため、メンテナンスの作業時間や作業コストの削減を図ることができる。

またこのような電解水生成装置１と外部データ媒体２５とにより管理システムを構築することで、電解水生成装置１に対して、迅速かつ高品質のサービスを提供することが可能となる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ 電解水生成装置
２ 装置本体
４ 電解槽
５ 浄水カートリッジ
６ 無線タグ
７ 通信手段
８ 制御部
１０ 装着部
１４ メモリー部分
２５ 外部データ媒体

Claims (5)

1. 水を電気分解する電解槽を有する装置本体と、
   前記装置本体の装着部に交換可能に装着され、電気分解前の水又は電気分解後の水を浄化する浄水カートリッジとを含む電解水生成装置であって、
   前記装置本体は、無線通信用のアンテナ部を有する通信手段と、前記装置本体の内部データを記憶するメモリー部分を有する制御部と、前記電解槽、前記浄水カートリッジ、前記通信手段、前記制御部を収容する収容空間を区画するケースと、前記収容空間を前記浄水カートリッジを収容する第１空間と、前記通信手段を収容する第２空間とに区分する隔壁とを具え、
   前記アンテナ部と前記ケースの外表面との間の最短距離Ｌａは、前記アンテナ部と前記隔壁の前記第１空間側の表面との間の最短距離Ｌｂよりも大きく、
   前記浄水カートリッジは、無線タグを具えるとともに、
   前記通信手段は、前記装着部に装着された浄水カートリッジの前記無線タグと無線接続でき、かつ無線接続したとき、前記制御部は、前記無線タグからデータを読み取り、
   前記浄水カートリッジが取外された装着部に前記外部データ媒体が接近したとき、前記通信手段は、前記外部データ媒体と無線接続でき、かつ無線接続したとき、前記制御部は、前記外部データ媒体からデータを読み取るとともにその読み取った前記データに基づいて前記内部データを更新させることを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記制御部は、前記無線タグから読み取った前記データに基づいて前記内部データを更新させることを特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
3. 前記外部データ媒体によって更新される前記データは、
   前記電解水生成装置に使用可能な浄水カートリッジのデータ、
   水の電気分解中に流れるメロディーのデータ、
   ＬＥＤの点灯パターンのデータ、
   注意又は警告時に流れる音声又はブザー音のデータ、
   及び前記装置本体の動作を制御する制御プログラムのうちの少なくとも１つを含む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. 前記外部データ媒体は、携帯通信端末、又はタブレットＰＣであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電解水生成装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の電解水生成装置と外部データ媒体とを含むことを特徴とする電解水生成装置の管理システム。

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