JPH06238276A - 連続式電解水生成器の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通水電解後その都度自動的に逆洗してスケー
ル除去する方式において、スケールが特に多い場合にも
確実に除去する。 【構成】 通水経路１が、制御ユニット３０により電気
回路２０を作動して電解槽５の２つの電極７，８に電圧
印加して通水電解し、通水電解後に電解槽５の水が抜け
ない構造である。そして制御ユニット３０が通水電解後
その都度必要逆洗時間を求めて必要逆洗時間に応じて逆
洗指示する自動逆洗手段３６と、通水しながら手動逆洗
スイッチ１７を操作することにより高い逆洗電圧で手動
逆洗指示する手動逆洗手段３８と、必要逆洗時間が第１
の設定値より多い場合は残り時間を次の通水電解後の必
要逆洗時間に加算し、必要逆洗時間が第２の設定値より
多い場合は表示器１８で表示して手動逆洗を可能にし、
この場合に手動逆洗されるとその時間だけ必要逆洗時間
を減算する逆洗時間調整手段３７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水道水等を電気分解し
てアルカリまたは酸性の電解水を連続的に生成する連続
式電解水生成器の制御装置に関し、特に通水電解後に電
解槽の水が抜けない構造の場合の、電極のスケール除去
制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の電解水生成器は、水道
水が供給される電解槽の内部に２つの電極を対向して設
置する。そして一方の電極を陽極に、他方の電極を陰極
に極性を定めて所定の電圧を印加することで、電解槽の
水道水を連続的に電気分解して、医療用飲用に適したア
ルカリ水、または化粧等に適した酸性水の電解水を得る
ように構成されている。この場合に、水を電気分解する
と、水中に含まれるカルシュウム、マグネシュウム等の
物質も析出し、これら不純物が電極に付着してスケール
を生成する。そしてこのスケールの付着量が増大する
と、電解能力の低下、電極相互の短絡等の不具合を生じ
る。またスケールが或る程度付着した後では、スケール
を容易に除去することが不可能になり、このため定期的
にスケール除去する必要がある。

【０００３】また電解槽への通水方式として、電解槽の
吐出側の蛇口等により通水、停止を行う先止め式があ
る。この方式では、通水停止後も水圧がかかった状態で
電解槽に水が満たされて密閉状態であるため、細菌類の
侵入する可能性が少なくなる。また電解槽に水が充満し
て残留するので、逆洗時間は充分に確保される利点があ
る。そこで通水電解後にその都度電解槽の電極に極性反
転して逆洗電圧を電解量に応じた必要逆洗時間だけ印加
して逆洗し、電極のスケールを効果的に除去する方法が
提案されている。

【０００４】ここで電解水生成器の通常使用では、通水
電解の時間が数分であり、このため電解槽の電極のスケ
ール付着量が少なくて、必要逆洗時間も非常に短くて済
む。従って、上述のように通水電解後その都度逆洗する
方式において、次の通水電解時までの間に逆洗が確実に
終了し、これにより電解能力が常に高く保持され、使い
勝手も良くて問題は無い。しかし１回の通水電解が連続
して１時間以上に及んだり、特にカルシウム、マグネシ
ウム等が多くて硬度が高い水質の地域で使用されること
がある。このような条件では、電極に蓄積するスケール
が多くなって、電解槽内の水量ではスケールが溶出しき
れない場合がある。そこで逆洗制御においては、スケー
ルが特に多くなった場合にも確実に水中に溶出して除去
する対策を施すことが要求される。

【０００５】従来、上記連続式電解水生成器のスケール
除去に関しては、例えば実公平２−７６７６号公報の先
行技術がある。この先行技術において、電解時の電解電
流と時間による積算電気量を算出し、この積算電気量が
所定量に達すると、給水中に電極の極性を反転してスケ
ール除去するように洗浄し、ブザー等により洗浄中であ
ることを知らせる。そして給水を停止すると、圧力スイ
ッチにより電極を元の状態に復帰することが示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、積算電気量の算出に電解電流を用
いるので、電解電流を検出する手段が必要になる。給水
中に積算電気量に基づいて洗浄状態に移行するように制
御されるので、電解水を取水中に急にそれができなくな
って、取扱が不便である等の問題がある。

【０００７】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、通水電解後その都度自動的に逆洗してスケール除去
する方式において、スケールが特に多い場合にも確実に
除去することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、２つの電極を備えた電解槽を有して通水
電解し、通水電解後に電解槽の水が抜けない構造の通水
経路と、２つの電極に所定の電圧を所定の極性で印加す
る電気回路と、通水電解時とその後の逆洗時に電気回路
を作動する制御ユニットとを備える連続式電解水生成器
において、手動逆洗スイッチと表示器を有し、制御ユニ
ットが通水電解後その都度必要逆洗時間を求めて必要逆
洗時間に応じて逆洗指示する自動逆洗手段と、通水しな
がら手動逆洗スイッチを操作することにより高い逆洗電
圧で手動逆洗指示する手動逆洗手段と、必要逆洗時間が
第１の設定値より多い場合は残り時間を次の通水電解後
の必要逆洗時間に加算し、必要逆洗時間が第２の設定値
より多い場合は表示器で表示して手動逆洗を可能にし、
この場合に手動逆洗されるとその時間だけ必要逆洗時間
を減算する逆洗時間調整手段とを備えることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】上記構成に基づき、電解モードでは制御ユニッ
トにより電気回路が作動し、電解槽の２つの電極に通水
した状態で電圧が印加して電解水が取水され、この通水
電解後は電解槽に水を満たして密閉した状態になる。通
水電解後はその都度制御ユニットの自動逆洗手段により
自動逆洗モードとなり、必要逆洗時間が算出され、且つ
逆洗時間調整手段で必要逆洗時間を第１の設定値と比較
して多い場合は次の通水電解後の必要逆洗時間に加算さ
れる。そして必要逆洗時間だけ電極に極性反転して電圧
印加して逆洗され、電極に付着するスケールが自動的に
電解槽の水に溶出して除去される。

【００１０】また通水電解が例えば長時間連続して行わ
れて必要逆洗時間が第２の設定値より多くなると、表示
器でユーザに逆洗不足が表示される。そこで通水しなが
ら手動逆洗スイッチをＯＮすると、手動逆洗手段により
手動逆洗モードとなり、この場合は逆洗電圧が例えば電
解強度と等しくなって逆洗され、これにより電極に多く
付着するスケールが短時間に効率良く通水中に溶出して
除去される。そしてこの場合は逆洗時間調整手段で手動
逆洗時間に応じて必要逆洗時間が減算されて、次の通水
電解後は再び自動逆洗モードに復帰される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２において、連続式電解水生成器として先止め
式の通水方式で、電解水と浄水のいずれも取水可能な場
合の全体の構成の概略について説明する。符号１は通水
経路であり、水道管等に接続して水道水を導入する入水
管２が、水道水の残留塩素を除去する浄水カートリッジ
３に連通され、浄水カートリッジ３の出口管４が電解槽
５に連通されている。電解槽５は密閉式であり、その内
部の出口側が隔壁６で２つの室５ａ，５ｂに区画され、
各室５ａ，５ｂにそれぞれ電極７，８が設けられる。

【００１２】ここで一方の室５ａは、非電解時に浄水を
取水したり、電解時にその電極７の極性に応じてアルカ
リまたは酸性の電解水を取水するものである。また他方
の室５ｂは、電解時に不要な水を排水するものである。
そこで一方の室５ａの取水管９に蛇口１０が設けられ、
他方の室５ｂの排水管１１に水圧が変化しても一定の流
量に調整する定流量弁１５、電解時にのみ開く電磁弁１
２が設けられ、これら蛇口１０と電磁弁１２により先止
め式で通水停止後も電解槽５の水が抜けない構造になっ
ている。また入水管２には、カートリッジ交換時にのみ
閉じる入水バルブ１３が設けられる。更に、電解槽給水
側の出口管４には、通水の有無、通水時間、流量等を検
出する流量センサ１４が設けられている。

【００１３】次に、電気回路２０について説明すると、
交流電源２１が電源トランス２２の１次側に接続され、
電源トランス２２の２次側が過熱保護用のバイメタルサ
ーモ２３を介して整流回路２４に接続されている。整流
回路２４の直流電圧出力側の正極と負極は平滑コンデン
サ２５を介して、直流供給電力を制御するものとして、
パルス幅制御型のスイッチングレギュレータ（ＰＷＭ）
２６に接続される。そしてスイッチングレギュレータ２
６の出力側が、電源スイッチ２７、極性設定スイッチ２
８を介してそれぞれ２つの電極７，８に接続されてい
る。極性設定スイッチ２８は、一方の可動片２８ａが図
示のように正極に接続してその電極７を陽極に定め、他
方の可動片２８ｂが負極に接続してその電極８を陰極に
定める。また２つの可動片２８ａ，２８ｂが逆に動作す
ることにより、電極７を陰極に電極８を陽極に定めて極
性反転するように構成される。

【００１４】また上記流量センサ１４以外に、電解水の
酸性水またはアルカリ水、或は浄水を選択する選択スイ
ッチ１５、電解強度（電圧または電流）を強、中、弱に
設定する電解強度設定レンジ１６、手動逆洗する手動逆
洗スイッチ１７を有し、これらの信号が制御ユニット３
０に入力する。制御ユニット３０はこれら信号を処理し
て、電磁弁１２、電源スイッチ２７、極性設定スイッチ
２８、スイッチングレギュレータ２６、逆洗不足をユー
ザに知らせる表示器１８にそれぞれ制御信号を出力する
ように構成される。

【００１５】図１において、制御ユニット３０について
説明すると、流量センサ１４の信号が入力する通水検出
手段３１、通水停止検出手段３２を有する。通水検出手
段３１は流量センサ１４の信号が所定時間継続して入力
した場合に通水を検出し、通水停止検出手段３２は流量
センサ１４の信号が所定時間継続して入力しなくなった
場合に通水停止を検出する。選択スイッチ１５の選択信
号と、通水及び通水停止の信号は電解制御手段３３に入
力して、電解水のアルカリ水または酸性水、或は浄水を
判断する。

【００１６】そして浄水モードの場合は、電磁弁１２に
閉信号を出力し、電源スイッチ２７にＯＦＦ信号を出力
する。電解モードでは、電源スイッチ２７にＯＮ信号を
出力し、電磁弁１２に開信号を出力する。このとき例え
ばアルカリ水を選択すると、極性設定スイッチ２８に電
極７が陰極の極性の動作信号を出力する。また電解信号
と電解強度設定レンジ１６の信号は電圧制御手段３４に
入力し、電解時の電解強度に応じた電解電圧Ｖａを設定
して、この電圧Ｖａに応じた制御信号をスイッチングレ
ギュレータ２６に出力する。

【００１７】次いで、逆洗制御系について説明する。流
量センサ１４と電解強度設定レンジ１６の信号は電解量
積算手段３５に入力し、１回の通水毎に各レンジの電解
強度と通水時間により電解量Ｄを積算して算出し、この
電解量Ｄの信号を自動逆洗手段３６に入力する。自動逆
洗手段３６は通水電解後にその都度自動逆洗モードを定
めて、電解量Ｄに応じた必要逆洗時間Ｔｒを求め、必要
逆洗時間Ｔｒの間だけ電源スイッチ２７にＯＮ信号を出
力し、極性設定スイッチ２８に極性反転信号を出力す
る。また自動逆洗時の逆洗電圧Ｖｒは予め所定の低電圧
に設定されており、電圧制御手段３４により逆洗電圧Ｖ
ｒに応じた制御信号をスイッチングレギュレータ２６に
出力する。

【００１８】必要逆洗時間の信号は通水電解毎に逆洗時
間調整手段３７に入力し、逆洗時間を調整する。即ち、
自動逆洗時間の最大値に対応した第１の設定値Ｋ１と、
電解槽内の水量ではスケールが溶出しきれない場合に対
応した第２の設定値Ｋ２が予め設定される。そして必要
逆洗時間Ｔｒが毎回第１の設定値Ｋ１と比較され、必要
逆洗時間Ｔｒが多い場合は、両者を減算した残り時間Ｔ
ｄをメモリして次の通水電解後の必要逆洗時間Ｔｒに加
算する。また必要逆洗時間Ｔｒは第２の設定値Ｋ２と比
較され、第２の設定値Ｋ２以上になると、自動逆洗モー
ドを停止して手動逆洗手段３８を作動可能にし、表示器
１８に点灯信号を出力してユーザに逆洗不足を知らせ
る。

【００１９】一方、手動逆洗スイッチ１７、通水、作動
可能の信号は手動逆洗手段３８に入力し、点灯表示の状
態でスイッチＯＮして通水する場合に手動逆洗モードを
定め、電源スイッチ２７にＯＮ信号を出力し、極性設定
スイッチ２８に極性反転信号を出力する。また手動逆洗
時の逆洗電圧Ｖｓは予め通常の通水電解時の電解強度と
等しい高電圧に設定されており、電圧制御手段３４によ
り逆洗電圧Ｖｓに応じた制御信号をスイッチングレギュ
レータ２６に出力する。

【００２０】手動逆洗手段３８の手動逆洗時間Ｔｓの信
号は逆洗時間調整手段３７に入力し、手動逆洗終了時に
表示器１８に消灯信号を出力する。また手動逆洗時間に
応じて必要逆洗時間Ｔｒを減少し、次の通水電解後は再
び自動逆洗モードに復帰することを可能にする。ここで
手動逆洗時間をＴｓとし、電解強度に応じた逆洗電圧Ｖ
ｓの自動逆洗時の逆洗電圧Ｖｒに対する増大割合をＡと
すると、Ｔｓ・Ａの分だけ減算するように構成される。

【００２１】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、先止め式の蛇口１０を閉めると、電磁弁１２
も閉じて、水道水Ａが入水管２、浄水カートリッジ３、
出口管４を介し電解槽５に導入して満たされている。そ
こで使用者が選択スイッチ１５により浄水を選択して蛇
口１０を開くと浄水モードとなり、制御ユニット３０の
電解制御手段３３により電源スイッチ２７がＯＦＦして
非電解し、電磁弁１２も閉じた状態に保持される。そこ
で浄水カートリッジ３により浄化された浄水Ｄが、蛇口
１０により取水される。

【００２２】次いで、使用者が選択スイッチ１５により
例えばアルカリ水を選択し、電解強度設定レンジ１６で
所定の強度に設定して蛇口１０を開くと、電解槽５に通
水が開始して流量センサ１４の信号により通水検出され
ることで、電解制御手段３３により電源スイッチ２７が
ＯＮし、電磁弁１２が開き、極性設定スイッチ２８がア
ルカリ水に応じた極性に設定されて、図３のような電解
モードとなる。

【００２３】そこで交流電源２１がトランス２２の１次
側に印加して、２次側の変圧電圧が整流回路２４で直流
電圧に整流され、且つ平滑コンデンサ２５で平滑化され
てスイッチングレギュレータ２６に入力する。そしてス
イッチングレギュレータ２６で調整された所定の電解電
圧Ｖａが、電極７を陰極、電極８を陽極にした状態で印
加して、電解槽５の水が通水しながら連続的に電気分解
される。これにより電解槽５の室５ａから陰イオンを多
く含むアルカリ水Ｂが、取水管９と蛇口１０から連続し
て取水される。このとき電解槽５の室５ｂの不要な酸性
水Ｃは、定流量弁１５で制限して排水管１１により排出
される。

【００２４】アルカリ水Ｂを所定量取水後に蛇口１０を
閉じると、通水が止まり流量センサ１４の信号が設定流
量以下になることで、通水停止が検出され、電源スイッ
チ２７がＯＦＦして上述の電解が停止し、電磁弁１２も
閉じる。そこで通水停止後は、電解槽５の吐出側の蛇口
１０と電磁弁１２が共に閉じて通水経路１は自動的に密
閉され、電解槽５等には水道圧のかかった状態で水が充
満保持される。

【００２５】こうして１回目の通水電解が終了すると自
動逆洗モードとなり、電解量積算手段３５でこの場合の
電解強度と電解時間により電解量Ｄが積算される。また
自動逆洗手段３６で電解量Ｄに応じて必要逆洗時間Ｔｒ
１が算出され、この必要逆洗時間Ｔｒ１が逆洗時間調整
手段３７でチェックされる。またスイッチングレギュレ
ータ２６で低い逆洗電圧Ｖｒに調整され、極性設定スイ
ッチ２８により２つの電極７，８が上述と逆の極性に反
転され、この状態で電源スイッチ２７が再びＯＮする。

【００２６】そこで図３のように電解量Ｄに応じて必要
逆洗時間Ｔｒ１が少ない場合は、この時間Ｔｒ１だけ水
が充満した状態の電解槽５の電極７，８に通電して逆洗
される。この場合は、両電極７，８に付着するスケール
が少ないことで、上記逆洗によりスケールが電解槽５内
の水中に溶出して除去される。

【００２７】次いで２回目の通水電解が長く行われ、必
要逆洗時間Ｔｒ２が第１の設定値Ｋ１より多くなると、
逆洗時間調整手段３７により自動逆洗モードとして図３
のように第１の設定値Ｋ１の時間だけ逆洗され、この場
合の残り時間Ｔｄ２がメモリされる。その後３回目の通
水電解が行われると、逆洗時間調整手段３７でこの場合
の必要逆洗時間Ｔｒ３に２回目の残り時間Ｔｄ２が加算
される。そこで両者を合計した必要逆洗時間（Ｔｒ３＋
Ｔｄ２）が第２の設定値Ｋ２より少ない場合は、上述と
同様に自動逆洗モードで逆洗される。通常使用では主と
してこのパターンとなり、通水電解後毎の自動逆洗モー
ドで電解槽５の水を使用して、スケールが自動的且つ適
切に除去される。

【００２８】一方、３回目の通水電解が長時間連続して
行われ、この場合の必要逆洗時間Ｔｒ３と２回目の残り
時間Ｔｄ２を加算したものが第２の設定値Ｋ２より多く
なると、逆洗時間調整手段３７により表示器１８が点灯
してユーザに逆洗不足が指示され、手動逆洗手段３８が
作動可能になる。そこで図３のように手動逆洗スイッチ
１７をＯＮし、蛇口１０を開いて通水すると手動逆洗モ
ードとなり、電源スイッチ２７がＯＮし、電解槽５の極
性が反転した電極７，８に電解強度と等しい高い逆洗電
圧Ｖｓが印加する。このため電解槽５は通水により水量
が大幅に増大し、この状態で電極７，８に大きい電流が
流れる。そこで電解時間の長大化に伴い電極７，８に多
く付着するスケールは、短時間に効率良く水中に溶出し
て確実に除去される。

【００２９】そして所定時間手動逆洗した後に、スイッ
チＯＦＦして通水を停止すると、逆洗時間調整手段３７
により表示器１８が消灯する。このとき逆洗時間調整手
段３７において、手動逆洗モードでの手動逆洗時間Ｔｓ
と逆洗電圧Ｖｓの増大割合Ａに応じて必要逆洗時間が、
（Ｔｒ３＋Ｔｄ２−Ｔｓ・Ａ）のように減算され、図３
のように少ないものになる。このため４回目の通水電解
後では、再び自動逆洗モードに復帰してスケール除去す
ることが可能となる。

【００３０】以上、本発明の実施例として、先止め式に
ついて説明したが、元止め式においても通水停止後に電
解槽の水が抜けない構造にしたり、または通水停止後に
所定時間電解槽に水を満たした構造にする場合にも、同
様に適応できることは勿論である。また硬度の高い水質
でも同様に制御できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
連続式電解水生成器で通水電解後その都度自動的に逆洗
してスケール除去する方式において、必要逆洗時間の大
きさにより自動逆洗モードと手動逆洗モードを定め逆洗
制御されるので、スケールの少ない場合は従来と同様に
自動的にスケール除去して電解能力や使い勝手を向上す
ることができ、スケールが特に多い場合は手動逆洗でス
ケールを確実に除去することができる。このため電解時
間が長大化したり、硬度の高い水質の地域にも適応する
ことが可能になる。

【００３２】必要逆洗時間の大きさで自動逆洗モードと
手動逆洗モードを判別するので、スケールの付着状態に
応じて適切に逆洗することができる。手動逆洗モードで
は、表示器によりユーザに逆洗不足を確実に知らせるこ
とができ、通水した状態で且つ高い逆洗電圧を用いて逆
洗するので、電極に多く付着するスケールを迅速且つ確
実に除去できる。手動逆洗モードの終了時には手動逆洗
の状態に応じて必要逆洗時間を減算するように制御する
ので、次の通水電解後には再び自動逆洗モードに復帰す
ることができて、逆洗の制御性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続式電解水生成器の制御装置の
実施例を示すブロック図である。

【図２】連続式電解水生成器の全体の概略を示す構成図
である。

【図３】通水電解と逆洗の制御状態を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

１ 通水経路 ５ 電解槽 ７，８ 電極 １７ 手動逆洗スイッチ １８ 表示器 ２０ 電気回路 ３０ 制御ユニット ３６ 自動逆洗手段 ３７ 逆洗時間調整手段 ３８ 手動逆洗手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの電極を備えた電解槽を有して通水
   電解し、通水電解後に電解槽の水が抜けない構造の通水
   経路と、２つの電極に所定の電圧を所定の極性で印加す
   る電気回路と、通水電解時とその後の逆洗時に電気回路
   を作動する制御ユニットとを備える連続式電解水生成器
   において、手動逆洗スイッチと表示器を有し、制御ユニ
   ットが通水電解後その都度必要逆洗時間を求めて必要逆
   洗時間に応じて逆洗指示する自動逆洗手段と、通水しな
   がら手動逆洗スイッチを操作することにより高い逆洗電
   圧で手動逆洗指示する手動逆洗手段と、必要逆洗時間が
   第１の設定値より多い場合は残り時間を次の通水電解後
   の必要逆洗時間に加算し、必要逆洗時間が第２の設定値
   より多い場合は表示器で表示して手動逆洗を可能にし、
   この場合に手動逆洗されるとその時間だけ必要逆洗時間
   を減算する逆洗時間調整手段とを備えることを特徴とす
   る連続式電解水生成器の制御装置。
2. 【請求項２】 第１の設定値は自動逆洗時間の最大値に
   対応したものであり、第２の設定値は電解槽内の水量で
   はスケールが溶出しきれない場合に対応したものである
   ことを特徴とする請求項１記載の連続式電解水生成器の
   制御装置。
3. 【請求項３】 手動逆洗の場合の逆洗電圧は略電解強度
   と等しく設定され、この逆洗電圧の自動逆洗時の逆洗電
   圧に対する増大割合と手動逆洗時間を乗算した値だけ必
   要逆洗時間を減算することを特徴とする請求項１記載の
   連続式電解水生成器の制御装置。