JP6315620B2 - 電解水生成装置 - 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に関する。

下記の特許文献１には、電解水生成装置において、浄水カートリッジにＩＣタグ（無線タグ）を取り付けるとともに、このＩＣタグからデータを読み取るリーダ・ライタを装置本体に取り付けることが提案されている。この提案の装置では、ＩＣタグから読み取ったデータを、予め装置本体に記憶させておい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。

他方、電解水生成装置では、浄化した水の累積通水量等に応じて、浄水カートリッジを交換する必要がある。

そこで本発明者は、以下のことを提案した。ＩＣタグに浄水カートリッジの累積通水量データを記録させるとともに、使用毎に、浄水カートリッジが浄化した水の通水量を流量計を用いて測定する。そして使用終了時、リーダ・ライタを介してＩＣタグと交信し、使用した通水量に基づいてＩＣタグの累積通水量データを更新する。これにより、浄水カートリッジの交換時期を、ユーザに正確に知らせることが可能になる。

しかしユーザによっては、待機電力削減のために、下記の使用方法を採用する恐れがある。すなわち、普段は、電解水生成装置の差し込みプラグをコンセントから外した電源オフ状態（商用電源からの電力供給を遮断した状態）とする。そして、水を浄化する場合には、この電源オフ状態にて使用するとともに、電解水を生成させる場合にのみ、プラグをコンセントに接続して使用するのである。

このような使用方法では、電源オフ状態での浄水カートリッジの通水量を知ることができない。そのため正確な通水量の累積が困難となり、浄水カートリッジの交換時期を、ユーザに正確に知らせることができないという問題が生じる。

特開２０１２−０１６６４３号公報

本発明は、電源オフ状態において使用された浄水カートリッジの通水量を測定かつ記録することができ、浄水カートリッジにおける通水量の正確な累積を可能とする電解水生成装置を提供することを課題としている。

本発明は、水供給源からの水を浄化する浄水カートリッジと、この浄水カートリッジを交換可能に保持する装置本体とを含み、
しかも前記装置本体が、前記浄水カートリッジからの水を電気分解して電解水を生成させる電解部、商用電源から電力が供給されかつ前記電解部を含む装置各部を制御する主制御部、及び前記水供給源と浄水カートリッジと電解部とを少なくとも接続する流水路を具える電解水生成装置であって、
前記装置本体は、
前記流水路内を流れる水流により電力を発生させうる発電手段と、
前記発電手段を電源とし、前記商用電源からの電力供給が遮断された電源オフ状態において、前記流水路内を通る水の通水量を測定しうる流量計と、
前記発電手段の電力を電源とし、前記電源オフ状態において、前記流量計によって測定された前記通水量をメモリ部に記憶させる副制御部とを具え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、この浄水カートリッジが浄化した水の累積通水量データを含む情報を記憶する無線タグを具えるとともに、
前記装置本体は、前記無線タグと交信でき該無線タグの情報を読み取りかつ書き換えしうる通信部を具えることが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記主制御部は、前記電源オフ状態から回復したとき、前記通信部を介して前記無線タグと交信し、前記メモリ部に記憶された電源オフ状態での通水量に基づいて前記無線タグの累積通水量データを書き換えることが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記主制御部は、前記電源オフ状態から回復したとき、前記浄水カートリッジが電源オフ状態前の浄水カートリッジと同一かどうかを確認し、同一のとき、前記メモリ部に記憶された電源オフ状態での通水量に基づいて前記無線タグの累積通水量データを書き換えることが好ましい。

本発明に係る電解水生成装置では、前記装置本体は、前記発電手段の電力を蓄電しうる蓄電部を具えるとともに、
前記副制御部は、前記蓄電部の電力を電源とし、前記電源オフ状態において前記流水路内を通る水が停止したとき、前記通信部を介して前記無線タグと交信し、前記メモリ部に記憶された電源オフ状態での通水量に基づいて前記無線タグの累積通水量データを書き換えることもできる。

本発明は叙上の如く、発電手段と流量計と副制御部とを具える。前記発電手段は、流水路内を流れる水流により電力を発生させうる。そのため発電手段は、商用電源からの電力供給が遮断された電源オフ状態において、電源として機能しうる。また前記流量計及び副制御部は、前記発電手段の電力で機能し、電源オフ状態における通水量の測定、及びこの通水量のメモリ部への記憶を可能とする。

従って、電源オフ状態において電解水生成装置が使用された場合にも、使用された浄水カートリッジの通水量を掌握することができ、浄水カートリッジにおける通水量の正確な累積の掌握が可能となる。

本発明の電解水生成装置の一実施形態の構成を略示するブロック図である。 図１の電源系統のブロック図である。 発電手段の一例を概念的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の電解水生成装置１は、水供給源２（例えば水道）からの水を浄化する浄水カートリッジ３と、この浄水カートリッジ３を交換可能に保持する装置本体４とを含む。また装置本体４は、前記浄水カートリッジ３からの水を電気分解して電解水を生成させる電解部５と、前記電解部５を含む装置各部を制御する主制御部７と、水供給源２からの水が通る流水路８とを具える。

前記流水路８は、水供給源２と浄水カートリッジ３との間を接続する第１流路部８Ａ、浄水カートリッジ３と電解部５との間を接続する第２流路部８Ｂ、及び電解部５と取出し口９との間を接続する第３流路部８Ｃを具える。なお前記取出し口９は、所望の電解水を取り出す口部９Ａと、不要な電解水を排出するドレイン用の口部９Ｂとから構成される。

前記第２流路部８Ｂは、上流側の主流路部分８Ｂ１と、この主流路部分８Ｂ１から２つに分岐される下流側の第１分岐路部分８Ｂａ、第２分岐路部分８Ｂｂとから構成される。本例では、第１分岐路部分８Ｂａは、電解部５内の第１の極室Ｈ１に導通し、また第２分岐路部分８Ｂｂは、電解部５内の第２の極室Ｈ２に導通する。

前記第３流路部８Ｃは、第１の極室Ｈ１から口部９Ａまでのびる取出し流路部分８Ｃａと、第２の極室Ｈ２から口部９Ｂまでのびるドレイン流路部分８Ｃｂとから構成される。

本例では、流水路８の上流側端に、手動操作によって流水路８を開閉しうる給水栓３０が配される。また主流路部分８Ｂ１には、流水路８内における水の通過、及び通過した水の通水量を測定しうる流量計３１が配される。

前記浄水カートリッジ３には、無線タグ１１が配される。この無線タグ１１は、電子タグ、ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification)タグ等とも呼ばれる記憶媒体であり、近距離無線によって情報の読み書きを行いうる。無線タグ１１には、前記浄水カートリッジ３が浄化した水の累積通水量データを含む情報が記憶される。前記情報としては、累積通水量データ以外に、例えば浄水カートリッジ３を識別するための識別情報（例えばＩＤ番号など）、浄水カートリッジ３の仕様に関する情報（例えば使用期限、浄水カートリッジ３の通水量の推奨上限値、及び使用時間の推奨上限値などの情報）を含むことができる。

この無線タグ１１は、前記装置本体４に取り付く通信部２３との間で無線通信され、前記情報の読み書きが行われる。通信部２３としては、例えばＲＦＩＤリーダ・ライタなどが好適に採用しうる。

前記電解部５は、電解槽１５と、この電解槽１５内で互いに対向して配置される第１、第２の電極１６、１７と、第１、第２の電極１６、１７間に配される隔膜１８とを具える。隔膜１８は、電解槽１５内のスペースを第１の電極１６側の第１の極室Ｈ１と、第２の電極１７側の第２の極室Ｈ２とに区分する。第１の極室Ｈ１には、第１分岐路部分８Ｂａから水が供給され、第２の極室Ｈ２には、第２分岐路部分８Ｂｂから水が供給される。

そして第１、第２の電極１６、１７間に直流電圧が印加されることにより、電解槽１５内の水が電気分解される。前記隔膜１８は、電気分解で生じたイオンを通過させることができる。これにより、陽極側の極室には酸性水が生成され、陰極側の極室には水素水が生成される。なお第１、第２の電極１６、１７に印加される直流電圧の極性及び電流値は主制御部７によって制御される。

本例では、第２分岐路部分８Ｂｂには絞り弁３２が介在し、第２の極室Ｈ２への水の供給量を、第１の極室Ｈ１への水の供給量より低く調整される。これにより、電解水（酸性水、水素水）のうち、不要な電解水の生成量を低く抑えることができる。

次に、図２に電源系統のブロック図を示すように、前記装置本体４は、商用電源２０に、差し込みプラグ２１を介して接続される電源部２２を具える。この電源部２２には、前記電解部５、主制御部７、通信部２３、計測部２４などがそれぞれ接続され、商用電源２０からの電力が、各部に応じた電圧に変換されて供給される。

なお計測部２４には、前記流量計３１が含まれる。計測部２４として、特に規定されないが、例えば電解槽１５の温度を測定する温度センサー、電極１６、１７間に流れる電流を測定する電流計、及び取出し流路部分８Ｃａを通る電解水のｐＨ値を測定するｐＨセンサ−などを含むことができる。

前記主制御部７は、例えばＣＰＵであって、電解部５を含む装置各部を制御する。本例では、電解部５、電源部２２、通信部２３、計測部２４が主制御部７に制御される。

前記主制御部７による制御の一例を示す。メインスイッチＳＷのオン状態において、ユーザーから所望の運転モードの信号が、操作パネル（図示せず）から主制御部７に入力される。またユーザーによる給水栓３０への手操作により、水供給源２からの水が、流水路８を通って電解槽１５に送られる。このとき、前記流量計３１が水の通過を検知する。また、この検知信号により、主制御部７は、電源部２２に、第１、第２の電極１６、１７間への電圧印加を指示する。これにより、電解水の生成が行われる。

また主制御部７は、メモリ部７Ｍを具える。前記流量計３１から送られる通水量のデータを受け取り、前記メモリ部７Ｍに記憶させる。本例では、メインスイッチＳＷがオン状態の間に、電解水の生成及び／または水の浄化が複数回行われた場合、前記主制御部７は、演算機能によって複数回の通水量を合計してメモリ部７Ｍに記憶させる。なお複数回の通水量を合計せずにメモリ部７Ｍに別々に記憶させることもできる。

そしてメインスイッチＳＷをオフさせるとき、主制御部７は、通信部２３を作動させる。通信部２３は、前記無線タグ１１との間で交信し、無線タグ１１の情報を読み取り、かつ書き換える。具体的には、主制御部７は、通信部２３により、無線タグ１１内の累積通水量データを読み取り、前記メモリ部７Ｍ内に記憶させた通水量のデータと合計することで、更新累積通水量データを求める。そしてこの更新累積通水量データを、通信部２３から送信し、無線タグ１１の累積通水量データを書き換える。なお無線タグ１１との交信、即ち累積通水量データの更新は、通水の終了毎に行うこともできる。

次に、前記装置本体４では、電源オフ状態において使用された浄水カートリッジ３の通水量を測定しかつ記録するために、発電手段２５と、副制御部２６とをさらに具える。電源オフ状態とは、商用電源２０からの電力供給が遮断された状態を意味し、例えば、前記差し込みプラグ２１を、商用電源２０であるコンセントから外した状態、及び停電の状態などがこれに相当する。

図１に示すように、前記発電手段２５は、流水路８に配される。厳密には、給水栓３０と第１、第２分岐路部分８Ｂａ、８Ｂｂの分岐点までの間、本例では、第１流路部８Ａ又は主流路部分８Ｂ１に配され、流水路８内を流れる水流によって電力を発生させる。このような発電手段２５として、特に規制されることがなく、水流によって回転する回転体と、この回転体の運動エネルギーを電気エネルギーに変換する変換器とを具える種々のものが採用しうる。しかし高い発電能力を得るために、図３に概念的に示すマグネット式の流体圧力モータ４０が好ましく採用しうる。

この流体圧力モータ４０は、ハウジング４１に固定される第１の磁石４２Ａと、ハウジング４１に回転軸４３を介して支持される第２の磁石４２Ｂとを具える。第１、第２の磁石４２Ａ、４２Ｂは、回転軸４３の軸心方向に間隙Ｄを隔てて向かい合って配される。向かい合う面Ａｓ、Ｂｓは、互いに同極（例えばＳ極）であり、第１、第２の磁石４２Ａ、４２Ｂは、互いに反発している。

またハウジング４１には、流水路８に接続する流路４４が配される。この流路４４は、前記流水路８の上流側の接続部８ａから、回転軸４３とハウジング４１との間の環状の間隙ｄ１、第２の磁石４２Ａとハウジング４１との間の環状の間隙ｄ２、及び前記間隙Ｄを通って、流水路８の下流側の接続部８ｂまでのびる。そして接続部８ａからの水が流路４４を通ることで、第２の磁石４２Ｂが回転軸４３とともに回転し、運動エネルギーを得ることができる。図中の符号４５は変換器である。

この発電手段２５は、電源オフ状態において、前記流量計３１に電力を供給する。即ち、本例では、流量計３１は、前記電源オフ状態においては、発電手段２５を電源として機能し、電源オン状態においては、電源部２２を電源として機能する。なお発電手段２５を電源として機能する流量計と、電源部２２を電源として機能する流量計とを別々に設けることもできる。

前記副制御部２６は、発電手段２５の電力を電源として機能し、前記流量計３１によって測定された電源オフ状態での通水量を、そのメモリ部２６Ｍに記憶させる。この副制御部２６は、前記主制御部７内に組み込まれていてもよい。言い換えると、主制御部７の一部または全部が副制御部２６を構成していても良く、この場合、発電手段２５の電力で機能しうる部分が副制御部２６となる。また前記メモリ部２６Ｍは、前記メモリ部７Ｍ内に組み込まれていてもよい。

ここで、発電手段２５による発電量は、十分ではなく、通信部２３をさらに機能させることは難しい。

そのため本例では、主制御部７は、電源オフ状態から回復したとき、メモリ部２６Ｍを確認する。そしてメモリ部２６Ｍ内に、電源オフ状態での通水量のデータが記憶されている場合、メモリ部２６Ｍ内の前記通水量のデータに基づいて無線タグ１１の累積通水量データを更新する。具体的には、主制御部７は、通信部２３により、無線タグ１１内の累積通水量データを読み取り、前記メモリ部２６Ｍ内に記憶させた電源オフ状態での通水量のデータと合計することで、更新累積通水量データを求める。そしてこの更新累積通水量データを、通信部２３から送信し、無線タグ１１の累積通水量データを書き換える。

なお電源オフ状態から回復したとき、主制御部７は、現在装着されている浄水カートリッジ３が、電源オフ状態前の浄水カートリッジ３と同一かどうかを確認するのが好ましい。同一かどうかの確認は、下記のように制御することで行いうる。例えば、電源オン状態かつメインスイッチＳＷがオンするときに、現在装着されている浄水カートリッジ３の無線タグ１１を読み取り、その識別情報をメモリ部７Ｍに記録させるように、主制御部７に制御させる。この場合、電源オフ状態になったとき、メモリ部７Ｍには電源オフ状態前に装着されていた浄水カートリッジ３の識別情報が記録されている。

従って、電源オフ状態から回復したときに、現在装着されている浄水カートリッジ３の無線タグ１１を読み取り、その識別情報と、予めメモリ部７Ｍに記録されている識別情報とを照合させるように制御することにより、同一かどうかの確認が行える。そして、同一と確認された場合のみ、前記メモリ部２６Ｍに記憶された電源オフ状態での通水量のデータに基づいて無線タグ１１の累積通水量データを書き換える。

なお装置本体４では、前記発電手段２５の電力を蓄電しうる蓄電部を具えることも好まし。このような蓄電部として、例えばコンデンサなどが好適に採用しうる。

この場合、蓄電部の電力を電源とすることで、副制御部２６及び流量計３１に加え、通信部２３を機能させることも可能になる。そのため、電源オフ状態において流水路８内を通る水が停止したとき、即ち水の浄化が終了したとき、通信部２３を介して無線タグ１１と交信し、メモリ部２６Ｍに記憶された電源オフ状態での通水量のデータに基づいて、無線タグ１１の累積通水量データを書き換えることができる。

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 水供給源
３ 浄水カートリッジ
４ 装置本体
５ 電解部
７ 主制御部
８ 流水路
１１ 無線タグ
２０ 商用電源
２２ 電源部
２３ 通信部
２４ 計測部
２５ 発電手段
２６ 副制御部
２６Ｍ メモリ部
３１ 流量計

Claims (3)

1. 水供給源からの水を浄化する浄水カートリッジと、この浄水カートリッジを交換可能に保持する装置本体とを含み、
   しかも前記装置本体が、前記浄水カートリッジからの水を電気分解して電解水を生成させる電解部、商用電源から電力が供給されかつ前記電解部を含む装置各部を制御する主制御部、及び少なくとも前記水供給源と浄水カートリッジと電解部とを接続する流水路を具える電解水生成装置であって、
   前記浄水カートリッジは、この浄水カートリッジが浄化した水の累積通水量データを含む情報を記憶する無線タグを具えるとともに、
   前記装置本体は、
   前記流水路内を流れる水流により電力を発生させうる発電手段と、
   前記発電手段を電源とし、前記商用電源からの電力供給が遮断された電源オフ状態において、前記流水路内を通る水の通水量を測定しうる流量計と、
   前記発電手段の電力を電源とし、前記電源オフ状態において、前記流量計によって測定された前記通水量をメモリ部に記憶させる副制御部と、
   前記無線タグと交信でき該無線タグの情報を読み取りかつ書き換えしうる通信部と
   を具え、
   前記主制御部は、前記電源オフ状態から回復したとき、前記通信部を介して前記無線タグと交信し、前記メモリ部に記憶された電源オフ状態での通水量に基づいて前記無線タグの累積通水量データを書き換えることを特徴とする電解水生成装置。
2. 前記主制御部は、前記電源オフ状態から回復したとき、前記浄水カートリッジが電源オフ状態前の浄水カートリッジと同一かどうかを確認し、同一のとき、前記メモリ部に記憶された電源オフ状態での通水量に基づいて前記無線タグの累積通水量データを書き換えることを特徴とする請求項１記載の電解水生成装置。
3. 水供給源からの水を浄化する浄水カートリッジと、この浄水カートリッジを交換可能に保持する装置本体とを含み、
   しかも前記装置本体が、前記浄水カートリッジからの水を電気分解して電解水を生成させる電解部、商用電源から電力が供給されかつ前記電解部を含む装置各部を制御する主制御部、及び少なくとも前記水供給源と浄水カートリッジと電解部とを接続する流水路を具える電解水生成装置であって、
   前記浄水カートリッジは、この浄水カートリッジが浄化した水の累積通水量データを含む情報を記憶する無線タグを具えるとともに、
   前記装置本体は、
   前記流水路内を流れる水流により電力を発生させうる発電手段と、
   前記発電手段を電源とし、前記商用電源からの電力供給が遮断された電源オフ状態において、前記流水路内を通る水の通水量を測定しうる流量計と、
   前記発電手段の電力を電源とし、前記電源オフ状態において、前記流量計によって測定された前記通水量をメモリ部に記憶させる副制御部と、
   前記無線タグと交信でき該無線タグの情報を読み取りかつ書き換えしうる通信部と
   前記発電手段の電力を蓄電しうる蓄電部を具えるとともに、
   前記副制御部は、前記蓄電部の電力を電源とし、前記電源オフ状態において前記流水路内を通る水が停止したとき、前記通信部を介して前記無線タグと交信し、前記メモリ部に記憶された電源オフ状態での通水量に基づいて前記無線タグの累積通水量データを書き換えることを特徴とする電解水生成装置。

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