JPH07290059A - イオン水生成装置 - Google Patents

イオン水生成装置

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JPH07290059A
JPH07290059A JP8679694A JP8679694A JPH07290059A JP H07290059 A JPH07290059 A JP H07290059A JP 8679694 A JP8679694 A JP 8679694A JP 8679694 A JP8679694 A JP 8679694A JP H07290059 A JPH07290059 A JP H07290059A
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JP
Japan
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ionized water
switching power
power supply
value
output voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8679694A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihisa Hirai
利久 平井
Yukinaga Yamauchi
幸長 山内
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吐出するイオン水のpH値を知ることができ
るとともに目的とするpH値に制御することができる。 【構成】 電解槽1の電極に直流電流を供給する電源を
出力電圧が可変のスイッチング電源2で形成する。電解
槽から吐出されるイオン水のpH値を測定するpHセン
サ4と、pHセンサ出力と希望の設定pH値とを比較し
てスイッチング電源の出力電圧を制御する制御部5を設
ける。pHセンサによって吐出中のイオン水のpH値を
知ることができ、検出されたpH値に応じた負帰還制御
により、吐出中のイオン水を目的とするpH値のものと
することができる。

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
アルカリイオン水と酸性イオン水とを連続的に生成する
イオン水生成装置、殊に電解電圧の制御に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】イオン水生成装置は、通常、浄水器と電
解槽とを備えたものとして構成されている。ここにおけ
る電解槽は、その内部を電解隔膜で2室に仕切るととも
に各室に電極を配置し、浄水器によって浄化された水を
電解槽内に導くとともに、直流の電解電圧を上記両電極
に印加することで、陰極となっている電極側にアルカリ
イオン水を、陽極となっている電極側に酸性イオン水を
生成して、両種イオン水を夫々個別に吐出するもので、
通常、アルカリイオン水は飲料として用いられ、酸性イ
オン水はアストリンゼント用や殺菌用として用いられ
る。
【0003】ところで、使用したいイオン水のpH値は
利用者の好みや状況によって異なることから、従来より
電解用の電源として2次巻線側に異なる電圧を取り出す
ことができる複数のタップを備えたトランスと整流回路
とを用いるとともに、利用者によるpH値の強弱設定に
応じて上記タップを切り替えて電解電圧を変更すること
で、異なるpH値のイオン水を得られるようにすること
がなされている。
【0004】
【従来の技術】しかし、生成されるイオン水のpH値
は、電解電圧のみに依存するのではなく、水質や流量、
AC入力の変動、電極へのスケールの付着等によっても
変化する上に、電源として用いているトランスではその
2次側の電解電圧に対してフィードバック制御系を構成
することができないこともあって、上記従来例において
は、得られたイオン水のpH値が利用者の希望する値に
なっているかどうかが不定であり、このために,pH調
整は実際に吐出されたイオン水のpH値をリトマス試験
紙等によって検査し、この検査結果に基づいて強弱設定
を変更することで対処するほかはなく、この場合におい
ても、現在吐出中のイオン水が希望しているpH値とな
っているかどうかは不定である。
【0005】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは吐出するイオン水のp
H値を知ることができるとともに目的とするpH値に制
御することができるイオン水生成装置を提供するにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、電解
にてアルカリイオン水と酸性イオン水とを生成してこれ
ら電解水を各別に吐出する電解槽の電極に直流電流を供
給する電源を出力電圧が可変のスイッチング電源で形成
するとともに、電解槽から吐出されるイオン水のpH値
を測定するpHセンサと、pHセンサ出力と希望の設定
pH値とを比較して比較結果をD/A変換部へ通じて上
記スイッチング電源に送ってスイッチング電源の出力電
圧を制御する制御部とを備えていることに主たる特徴を
有している。
【0007】
【作用】本発明によれば、pHセンサによって吐出中の
イオン水のpH値を知ることができるとともに、検出さ
れたpH値に応じた負帰還制御を行うために、水質や流
量等にかかわらず、吐出中のイオン水を目的とするpH
値のものとすることができる。
【0008】また、スイッチング電源に出力電圧の負帰
還制御部を設ければ、安定した電解電圧を得ることがで
きるために、AC電源の状況の影響を受けることなく、
目的とするpH値のイオン水を安定して得ることができ
る。ここにおける出力電圧の負帰還制御部は、制御部か
らの制御信号電圧のN倍に出力電圧を制御するものとす
ることで、広範囲なpH値のイオン水を得ることができ
る。
【0009】スイッチング電源としては、1次側のスイ
ッチング素子をPWM制御するものであることが好まし
く、この場合、出力電圧を1/N倍するディバイダー回
路を備えて、制御部からの制御信号電圧とディバイダー
回路出力とを入力とするエラーアンプの出力に応じて1
次側のスイッチング素子をPWM制御するものとして構
成することが好ましい。また、外部からのオン/オフ信
号によって動作及び停止を行うものであることも好まし
い。
【0010】更に、電解槽電流を監視してスイッチング
電源への制御信号を制御する第1の過電流検知制御部
と、スイッチング電源内に設けられて1次側スイッチン
グ素子の電流を監視してスイッチング素子動作を制御す
る第2の過電流検知制御部とを設けたものでは、過電流
に対して二重保護を行うことになるために安全であり、
この時、第1の過電流検出部の過電流検出レベルよりも
第2の過電流検出部の過電流検出レベルを大とすると、
良好な過電流保護動作を得ることができる。
【0011】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、全体構成を示す図2におい、図中1が電解槽であ
り、この電解槽1の電解隔膜で仕切られた2室に配され
た一対の電極は、極性切換リレーRを介して出力電圧が
可変のスイッチング電源2に接続されている。また上記
電解槽1に流入する水の流量を測定する流量計3と、電
解槽1から吐出する2種のイオン水のうちの一方のイオ
ン水(通常、アルカリイオン水)の吐出経路中に配され
てイオン水のpH値を測定するpHセンサ4とが設けら
れている。そして流量計3とpHセンサ4とはマイクロ
コンピュータにて形成された制御部5に接続されてい
る。また制御部5は、絶縁用フォトカプラー7とD/A
変換部6とを介して上記スイッチング電源2に接続され
ているとともに、表示操作部8に接続されている。上記
極性切換リレーRは、アルカリイオン水を選択した場合
と、酸性イオン水を選択した場合とにおける極性切換用
である。
【0012】表示操作部8は、図4に示すように、電源
スイッチ80や、アルカリイオン水選択スイッチ81、
浄水選択スイッチ82、酸性イオン水選択スイッチ83
を備えるとともに、pHセンサ4にて測定されたpH値
を小数点一桁まで表示する表示部85と、アルカリイオ
ン水選択スイッチ81と浄水選択スイッチ82と酸性イ
オン水選択スイッチ83の3つによって選択できる都合
7段階の電解度の切換位置を表示する表示部86を備え
ている。なお、アルカリイオン水選択スイッチ81では
4段階(たとえばpH8.5±0.5、pH9.0±
0.5、pH9.5±0.5、pH10.5±0.5)
を選択することができ、酸性イオン水選択スイッチ83
ではアストリンゼント用に適した弱酸性(pH5〜5.
8)イオン水と強酸性(pH3以下)イオン水との2段
階を選択することができるようになっており、浄水選択
スイッチ82が操作された時には、電解動作を停止する
ことで、浄水器からの水をそのまま吐出する。
【0013】このイオン水生成装置においては、商用コ
ンセントにプラグを差し込むと、ラインフィルター11
を介して電源トランス12に電源が入り、整流回路1
3,13を通じてDC5V安定化電源とDC±12V安
定化電源が各部に供給され、表示操作部8の電源スイッ
チ80をオンとすれば、電源ランプLが点灯するととも
に、リレー接点rがオンなってスイッチング電源2に交
流が供給される。また、この時点では、もっとも利用頻
度が高い弱アルカリイオン水(pH8.5±0.5程
度)をアルカリイオン水選択スイッチ81で選択した場
合と同じ状態にセットされる。得たいイオン水のpH値
が異なる場合には、アルカリイオン水選択スイッチ81
と酸性イオン水選択スイッチ83のいずれかを操作す
る。
【0014】水の供給を開始すれば、流量計3による水
の流れの検出に応じて制御部5は、浄水スイッチ82が
選択されている場合を除き、スイッチング電源2を作動
状態とするとともに、pH値設定部(アルカリイオン水
選択スイッチ81または酸性イオン水選択スイッチ8
3)で設定された電解度に対応して設定されているpH
値とpHセンサ4から得られるpH値とのpH比較回路
50よる比較結果に基づいて作成したコントロールデー
タをコントロールデータ出力部51からスイッチング電
源2へと出力する。このコントロールデータは、5bi
tのデジタルデータで構成され、D/A変換部6による
アナログ化で制御信号とされた後にスイッチング電源2
に入力され、スイッチング電源2は制御信号電圧に応じ
た出力電圧を電解槽1の電極に印加する。制御部5は、
設定pH値とpHセンサ4から得られるpH値とを常時
監視して、両者が一致していない場合、コントロールデ
ータを変更してスイッチング電源2の出力電圧を変更す
る負帰還制御を行うために、得たいpH値のイオン水を
常に得ることができる。
【0015】また、ここでは、pH値による負帰還制御
に加えて、スイッチング電源2内において出力電圧の負
帰還制御も行っている。すなわち、ここで用いているA
C/DCコンバータ式のスイッチング電源2は、図3に
示すように、ラインフィルター20、入力整流部21、
スイッチングトランス22、出力整流回路23、出力フ
ィルター部24、スイッチングトランス22の1次側に
直列に接続されたスイッチング素子(FET)25、三
角波発振部26,パルス幅変調部27、出力電圧を1/
N倍(N=(R1+R2)/R2)するディバイダー回
路28、そしてエラーアンプ29からなるもので、パル
ス幅変調部27によるPWM制御でスイッチング素子2
5をスイッチングすることで出力電圧を変更する。スイ
ッチングトランス22の2次側に表れる方形波は、出力
整流回路23と出力フィルター部24とによって平均値
化される。なお、出力電圧を上げる場合はパルス幅を広
く、下げる場合はパルス幅を狭くする。このようなスイ
ッチング電源2の出力における電圧リップルは小さく且
つ安定しているために、電解槽1の電極に完全な直流電
流を供給することが可能であり、これ故に電極の寿命を
長くすることができる。
【0016】前記制御信号は、ディバイダー回路28の
出力電圧とともにエラーアンプ29に入力され、両者の
誤差がパルス幅変調部27に送られるとともに、この誤
差に基づいてPWM制御のパルス幅が決定される。コン
トロールデータ(制御信号)で指示された電圧よりも出
力電圧が低ければパルス幅が広げられ、高ければパルス
幅が狭くされるわけである。
【0017】また、ここにおけるスイッチング電源2は
オン/オフ機能を有するもので、制御部5におけるオン
/オフ・コントロール部52から出力されるオン/オフ
信号に基づいて、その動作の開始と停止とを行うものと
なっている。更に、スイッチングトランス22の1次側
にはスイッチング素子25と直列に低抵抗値の電流検知
抵抗R5が直列に接続されており、ここで検出される1
次側電流値が大きくなると、パルス幅変調部27はパル
ス幅を狭めることで出力電圧を下げて出力電流を一定に
コントロールする。また、スイッチング電源2の出力端
子と電解槽1との間にも、電流検知抵抗R6が挿入され
てその両端電圧がコンパレータ30を介してコントロー
ルデータ出力部51に接続されており、過電流が検出さ
れたならば、過電流状態が解除されるまでコントロール
データを出力電圧を下げる方向に変更する。そして、こ
の2種の過電流保護のうち、前者の方の検出レベルを後
者より大きくしている。過電流に対して2重保護を行っ
ているわけである。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明においては、pHセ
ンサによって吐出中のイオン水のpH値を知ることがで
きるものであり、しかも出力電圧が可変のスイッチング
電源を検出されたpH値に応じて負帰還制御して出力電
圧を目的とするpH値が得られるように制御するため
に、水質や流量等にかかわらず、吐出中のイオン水を目
的とするpH値のものとすることができる。しかも、制
御信号はデジタルデータで作成し、これをD/A変換し
てスイッチング電源に送るために、細かいpHコントロ
ールが可能なものであって、水質や流量等の変化により
設定pH値のイオン水が得られにくかった地域において
も安定したpH値のイオン水を吐出させることができる
ものである。
【0019】そして、スイッチング電源自身に出力電圧
の負帰還制御部を設ければ、電解電圧が安定するため
に、AC電源の状況の影響を受けることなく、目的とす
るpH値のイオン水を安定して得ることができるものと
なり、この負帰還制御部を、制御部からの制御信号電圧
のN倍に出力電圧を制御するものとすることで、広範囲
なpH値のイオン水を得ることができるものとなる。
【0020】更に、電解槽電流を監視してスイッチング
電源への制御信号を制御する第1の過電流検知制御部
と、スイッチング電源内に設けられて1次側スイッチン
グ素子の電流を監視してスイッチング素子動作を制御す
る第2の過電流検知制御部とを設けたものでは、過電流
に対して二重保護を行うことになるために高い安全性を
もつものとなり、第1の過電流検出部の過電流検出レベ
ルよりも第2の過電流検出部の過電流検出レベルを大と
することで、良好な過電流保護動作を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のブロック図である。
【図2】同上の全体構成を示すブロック図である。
【図3】スイッチング電源のブロック図である。
【図4】表示操作部の正面図である。
【符号の説明】
1 電解槽 2 スイッチング電源 4 pHセンサー 5 制御部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電解にてアルカリイオン水と酸性イオン
    水とを生成してこれら電解水を各別に吐出する電解槽の
    電極に直流電流を供給する電源を出力電圧が可変のスイ
    ッチング電源で形成するとともに、電解槽から吐出され
    るイオン水のpH値を測定するpHセンサと、pHセン
    サ出力と希望の設定pH値とを比較して比較結果をD/
    A変換部へ通じて上記スイッチング電源に送ってスイッ
    チング電源の出力電圧を制御する制御部とを備えている
    ことを特徴とするイオン水生成装置。
  2. 【請求項2】 制御部はpHセンサ出力と希望の設定p
    H値との比較によるスイッチング電源の出力電圧制御を
    常時行うものであることを特徴とする請求項1記載のイ
    オン水生成装置。
  3. 【請求項3】 スイッチング電源に、出力電圧の負帰還
    制御部を設けていることを特徴とする請求項1または2
    記載のイオン水生成装置。
  4. 【請求項4】 出力電圧の負帰還制御部は、制御部から
    の制御信号電圧のN倍に出力電圧を制御するものである
    ことを特徴とする請求項3記載のイオン水生成装置。
  5. 【請求項5】 スイッチング電源は、1次側のスイッチ
    ング素子をPWM制御するものであることを特徴とする
    請求項1記載のイオン水生成装置。
  6. 【請求項6】 スイッチング電源は、出力電圧を1/N
    倍するディバイダー回路を備えて、制御部からの制御信
    号電圧とディバイダー回路出力とを入力とするエラーア
    ンプの出力に応じて1次側のスイッチング素子をPWM
    制御するものであることを特徴とする請求項5記載のイ
    オン水生成装置。
  7. 【請求項7】 スイッチング電源は外部からのオン/オ
    フ信号によって動作及び停止を行うものであることを特
    徴とする請求項5記載のイオン水生成装置。
  8. 【請求項8】 電解にてアルカリイオン水と酸性イオン
    水とを生成してこれら電解水を各別に吐出する電解槽の
    電極に直流電流を供給する電源をスイッチング電源で形
    成するとともに、電解槽電流を監視してスイッチング電
    源への制御信号を制御する第1の過電流検知制御部と、
    スイッチング電源内に設けられて1次側スイッチング素
    子の電流を監視してスイッチング素子動作を制御する第
    2の過電流検知制御部とを設けていることを特徴とする
    イオン水生成装置。
  9. 【請求項9】 第1の過電流検出部の過電流検出レベル
    よりも第2の過電流検出部の過電流検出レベルを大とし
    ていることを特徴とする請求項8記載のイオン水生成装
    置。
JP8679694A 1994-04-25 1994-04-25 イオン水生成装置 Pending JPH07290059A (ja)

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JP (1) JPH07290059A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006198500A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Kyushu Hitachi Maxell Ltd 電解処理装置
JP2013180271A (ja) * 2012-03-05 2013-09-12 San Denshi Kogyo Kk 酸性水生成装置
JP2014144097A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Panasonic Corp 空気清浄装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006198500A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Kyushu Hitachi Maxell Ltd 電解処理装置
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040106