JPH07323281A - アルカリイオン整水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解開始してから直ちに利用者が選択設定し
た電解強度のｐＨに達するようにして利便性に優れ、且
つ高品質なアルカリイオン整水器の提供。 【構成】 浄水器４と、前記浄水器４の下流側に配置さ
れたミネラル供給部５と、前記ミネラル供給部５の下流
側に配置された電解槽７と、前記電解槽を制御するコン
トローラ１９と、前記電解槽７に電圧印加を開始する際
に前記電解槽への印加電圧を徐々に上昇させ電極への突
入電流を抑制する過電流防止手段を前記コントローラに
備えた連続電解方式のアルカリイオン整水器３であっ
て、前記電解槽７に電圧印加を開始する際に逆極性電解
検知回路を備え、逆極性電圧印加後ならば、一時的に所
定の電圧よりも高い電圧を印加して早くｐＨを安定させ
る印加電圧制御手段を前記コントローラ１９に備えたア
ルカリイオン整水器。

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、井戸水等の原水
を電気分解して、飲用、医療用として利用するアルカリ
イオン水及び化粧水、殺菌洗浄水等として利用する酸性
イオン水を製造するアルカリイオン整水器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、連続電解方式のアルカリイオン整
水器が普及しつつある。このアルカリイオン整水器は、
電解槽内で水道水等を電気分解し、陽極側に酸性イオン
水を生成し、陰極側にアルカリイオン水を生成するもの
である。以下に従来の連続電解方式のアルカリイオン整
水器について説明する。図４は従来のアルカリイオン整
水器の概略構造図である。１は水道水等の原水管、２は
水栓、３２はアルカリイオン整水器で、水栓２を介して
原水管１と接続されている。４は浄水器で、内部に原水
中の残留塩素を吸着する活性炭及び一般細菌や不純物を
取り除く中空糸膜等を備えている。５はミネラル供給部
で、グリセロリン酸カルシウムや乳酸カルシウム等のカ
ルシウムイオンや他のミネラルを原水中に付与し導電率
を高めるようにしている。６は流量センサで、通水を確
認し後述のコントローラに制御指示する。７は電解槽
で、流量センサ６を経由してきた水を電気分解する。８
は隔膜で、電解槽７を２分し一対の電極室を形成する。
９、１０は電極板で、隔膜８で２分して形成された各電
極室に配設されている。１１は排水管で、電極板１０側
の水（電極板１０が陽極の場合は酸性イオン水）を排出
する。１２は吐水流量調整用の流量調整部で、電解槽７
と排水管１１の結合部付近に配置されアルカリイオン水
を効率よく生成する。１３は吐出管で、電極板９側の水
（電極板９が陰極の場合はアルカリイオン水）を吐出す
る。１４は電磁弁で、電解槽７内の滞留水や電極洗浄時
のスケールが溶解した洗浄水を排出する。１５は放水管
で、排水管１１を介して電極板１０側の水（電極板１０
が陽極の場合は酸性イオン水）や電解槽７の滞留水や洗
浄水を排水する。１６は浄水器センサで、浄水器４のカ
トーリッジの有無を検知する。１７は電源投入用プラ
グ、１８は電源部で、電源投入用プラグ１７からの交流
電源を直流電源に変える。３３はコントローラで、アル
カリイオン整水器３２の動作をコントロールして電解槽
７への電圧印加開始時に印加電圧を徐々に上昇させると
ともに電解槽７での電解開始後その電解状態が安定した
ことを検知する。２０は操作表示部で、アルカリイオン
整水器３２の操作状態を表示し操作条件等を設定すると
ともに電解槽７での電解状態が安定したことを検知した
時にアルカリイオン整水器３２で生成されるアルカリイ
オン水、酸性イオン水の水質が安定したことを利用者に
報知する報知手段を有する。

【０００３】上記のように構成された従来のアルカリイ
オン整水器について、以下その動作を説明する。原水管
１より水栓２を開いて通水された原水は、アルカリイオ
ン整水器３２へ入り、浄水器４で原水中の残留塩素の臭
いや一般細菌等の不純物が取り除かれ、ミネラル供給部
５でグリセロリン酸カルシウム等のミネラルが溶解され
電解容易な水に処理された後、流量センサ６を経て電解
槽７に通水される。一方、電源投入用プラグ１７よりＡ
Ｃ１００Ｖが給電され、電源部１８でコントローラ３３
等における制御等に必要な直流電圧電流と、電解槽７に
おける電解に必要な直流電圧電流とが発生し、電解用の
直流電圧電流は、電解槽７の電極板９と電極板１０に給
電される。相対的にプラス電圧を印加する電極を陽極、
マイナス電圧を印加する電極を陰極とすると、これによ
り電解槽７内に隔膜８で仕切られた陽極室と陰極室とが
形成される。

【０００４】コントローラ３３は、流量センサ６の流量
レベル信号を読み取り、これが一定レベルを越えると通
水中と判断して、電解槽７の電極板９と電極板１０に電
圧を印加して電解を行う。これにより、陽極室には酸性
イオン水が、陰極室にはアルカリイオン水が生成され
る。例えば、通水しながら電極板９がマイナス電圧にな
るように電圧を印加すると、吐出管１３よりアルカリイ
オン水が連続的に得られる。

【０００５】アルカリイオン整水器３２は、操作表示部
２０の設定を変更することで、アルカリイオン水、酸性
イオン水、浄水の切り替えが可能である。すなわち、酸
性イオン水時は電極板９にマイナス電圧を印加し、浄水
時は電圧を印加しないで通水を行えばよい。このとき、
排水管１１内に電磁弁（図示せず）を追加して電解中は
開弁し、浄水中は閉弁することで、浄水時は放水管１５
から水が出ないようにすることも可能である。また、電
解槽７へ印加する電圧を変えて電解強度を変更すること
によって、生成されるアルカリイオン水、酸性イオン水
のｐＨを調節することができる。また、電極板９、１０
の再生のための電極洗浄は、使用後の止水状態におい
て、これらに酸性イオン水生成時と同じように、電圧の
極性を逆にして印加し、アルカリイオン水生成時に付着
した電極表面のスケールを電解水中に溶出させた後、電
解槽７内のスケールが溶解した水を、電磁弁１４を開弁
させて放水管１５より放水させることで行う。尚、放水
は酸性イオン水の飲用を防止するため、酸性イオン水生
成の後も実施される。

【０００６】次に、図５は従来のアルカリイオン整水器
の要部電気回路図であり、コントローラ３３による電解
槽７への電圧印加開始・終了処理について詳細に説明す
る。図５において、２１は電源部１８の内部に配置され
たトランス、２２は制御等に必要な直流電圧電流を発生
する制御用直流電源、２３は電解に必要な直流電圧電流
を発生する電解用直流電源、２４は電解用直流電源２３
へ流入する交流電流を監視するカレントトランスデュー
サ、２５はカレントトランスデューサ２４からの信号を
直流レベルに変換する平滑化回路、２６は平滑化回路２
５からの信号をデジタル信号に変化してコントローラ３
３に入力するＡ／Ｄ変換器、２７は電解槽７に印加され
る電圧を制御する出力制御回路、２８は電解槽−電磁弁
切り替えリレー、２９は電極板９、１０の極性を切り替
える極性切り替えリレー、３０は電磁弁１４を駆動する
電磁弁ソレノイドである。ここで、電解用直流電源２３
からの直流電圧電流は、出力制御回路２７、電解槽−電
磁弁切り替えリレー２８、極性切り替えリレー２９を介
して電解槽７の電極板９、１０に給電される。

【０００７】まず、アルカリイオン水・酸性イオン水生
成時には、水栓２が開かれ、流量センサ６から出力され
る流量レベルが一定レベル以上になったときに、コント
ローラ３３が電解槽７への電圧印加を開始する。この
時、印加電圧の単位時間あたりの増加量が所定のしきい
値を越えないように制御されるため、印加電圧が所定の
設定値に達するまでにΔｔ１の時間を要する。逆に、流
量センサ６で検出される流量レベルが、一定レベル未満
になったら、止水中と判断して電解槽７への印加電圧を
速やかに停止する。次に、電極洗浄動作時には、前回電
極洗浄時からの電極使用量をカウントしておき、これが
電極洗浄タイミングに達し、かつ、流量センサ６で検出
される流量レベルが一定レベル未満になったら、止水さ
れたと判断して、その時点で電解槽７に逆極性電圧印加
を開始する。この時も、前述のように印加電圧を徐々に
増加させる。そして、規定時間を経過すると洗浄終了と
判断し、速やかに電解槽７への電圧印加を停止する。こ
こで、電解槽７を流れる電流は、電解用直流電源２３に
流れ込む交流電流をカレントトランスデューサ２４と平
滑化回路２５とＡ／Ｄ変換器２６とを介してコントロー
ラ３３に入力することで常時監視されており、万一、過
電流状態になった場合には、コントローラ３３が自動的
に判断して速やかに印加電圧を下げるように過電流防止
手段を備えている。

【０００８】次いで、電磁弁１４を開弁して、電解槽７
内の水を放水管１５から放水させる。一方、アルカリイ
オン整水器３２においてアルカリイオン水、酸性イオン
水を生成する場合に、電解開始直後は電解状態が不安定
であるため、コントローラ３３は、電解開始後所定時間
Ｔ１の間、操作表示部２０の表示灯を点滅させる等し
て、アルカリイオン水、酸性イオン水の水質が不安定で
あることを利用者に報知する。

【０００９】ここで、アルカリイオン整水器３２は、電
解用直流電源２３の出力電圧を一定にしておき、出力制
御回路２７により数百Ｈｚの基本パルスの出力パルス幅
を変更して、平均電圧をコントロールするパルス幅制御
方式を採用している。また、電圧印加中の制御は、利用
者が操作表示部２０で選択設定した電解強度と流量セン
サ６で検出される水流量とから平均印加電圧を自動的に
設定し、コントローラ３３が出力制御回路２７に信号を
送ることで制御を行っている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、平均印加電圧は、利用者が選択設定した電
解強度と水流量とから決定するために、アルカリイオン
水を生成した直後に酸性イオン水を生成した場合、ある
いはその逆の場合、更には電極洗浄動作終了直後の逆極
性電圧印加によるアルカリイオン水、酸性イオン水を生
成した場合にも、前段階のプロセスで陰極側に発生した
水素化合物の影響のため、電解槽内の電流が流れにくく
なり、利用者が選択設定した電解強度のｐＨに達するま
でに時間がかかるという問題点を有していた。

【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電解開始してから直ちに利用者が選択設定した電解
強度のｐＨに達するよう制御して利便性に優れ、高品質
なアルカリイオン整水器を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、浄水器と、前記浄水器の下流側に配置され
たミネラル供給部と、前記ミネラル供給部の下流側に配
置された電解槽と、前記電解槽を制御するコントローラ
と、前記電解槽に電圧印加を開始する際に前記電解槽へ
の印加電圧を徐々に上昇させ電極への突入電流を抑制す
る過電流防止手段を前記コントローラに備えた連続電解
方式のアルカリイオン整水器であって、前記電解槽に電
圧印加を開始する際に逆極性電圧印加後であるかどうか
を調べる逆極性電解検知回路を設け、逆極性電圧印加後
ならば、一時的に所定の電圧よりも高い電圧を印加して
早くｐＨを安定させる印加電圧制御手段を備えたコント
ローラを設けたアルカリイオン整水器とした。

【００１３】

【作用】上記のような構成によって、平均印加電圧は、
利用者が選択設定した電解強度と水流量とから決定する
だけではなく、アルカリイオン水を生成した直後に酸性
イオン水を生成した場合、あるいはその逆の場合、更に
は電極洗浄動作終了直後の逆極性電圧印加によるアルカ
リイオン水、酸性イオン水を生成した場合には、逆極性
電解検知回路が検知してコントローラが一時的に所定の
電圧よりも高い電圧を印加することにより、前段階のプ
ロセスで陰極側に発生した水素化合物の影響のために、
電解槽内の電流が流れにくくなった場合であっても、電
解開始してからすぐに利用者が選択設定した電解強度の
ｐＨに達することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例におけるアルカリイ
オン整水器について、図面を参照しながら説明する。図
１は本発明の一実施例におけるアルカリイオン整水器の
概略構造図であり、図２は同要部電気回路図である。図
１において、１は原水管、２は水栓、３はアルカリイオ
ン整水器である。このアルカリイオン整水器３の中で、
４は浄水器、５はミネラル供給部、６は流量センサ、７
は電解槽、８は隔膜、９、１０は電極板、１１は排水
管、１２は流量調節部、１３は吐出管、１４は電磁弁、
１５は放水管、１６は浄水器センサ、１７は電源投入用
プラグ、１８は電源部、１９はコントローラ、２０は操
作表示部である。

【００１５】図２において、２１はトランス、２２は制
御用直流電源、２３は電解用直流電源、２４はカレント
トランスデューサ、２５は平滑化回路、２６はＡ／Ｄ変
換器、２７は出力制御回路、２８は電解槽−電磁弁切り
替えリレー、２９は極性切り替えリレー、３０は電磁弁
ソレノイドであり、従来例と同一符号を付したものにつ
いては構成を同じくし、同様の作用をするので説明を省
略する。

【００１６】本発明のコントローラ１９は電解槽７への
電圧印加開始時に逆極性電圧印加後ならば、一時的に所
定の電圧よりも高い電圧を印加するとともに電解槽７で
の電解開始後その電解状態が安定したことを検知するコ
ントローラ、３１はアルカリイオン水を生成した直後に
酸性イオン水を生成した場合、あるいはその逆の場合、
更には電極洗浄動作終了直後の逆極性電圧印加によるア
ルカリイオン水、酸性イオン水を生成した場合を検知し
てコントローラ１９へ出力する逆極性電解検知回路であ
る。

【００１７】本実施例におけるアルカリイオン整水器に
ついて、以下その動作を説明する。アルカリイオン整水
器３において、アルカリイオン水、酸性イオン水を生成
する場合は、水栓２が開かれ、流量センサ６から出力さ
れる流量レベルが一定レベル以上になった時に、コント
ローラ１９が電解槽７への電圧印加を開始する。この
時、逆極性電圧印加であれば逆極性電解検知回路３１が
検知してコントローラ１９へ出力する。その出力を受け
たコントローラ１９は、一時的に印加電圧の設定値を上
げる。また、印加電圧の単位時間あたりの増加量が所定
のしきい値を越えないように制御されるため、印加電圧
が所定の設定値に達するまでにΔｔ２の時間を要する。
ここで、電解槽７を流れる電流値は、電解用直流電源２
３に流れ込む交流電流をカレントトランスデューサ２４
と平滑化回路２５とＡ／Ｄ変換器２６とを介してコント
ローラ１９に入力することで常時監視されている。その
後、電流値が安定したらコントローラ１９が判断して、
速やかに印加電圧を所定の設定値に下げるように制御さ
れている。この間アルカリイオン整水器３においては、
電解状態が不安定であるため、コントローラ１９は、電
解開始後所定時間Ｔ２の間、操作表示部２０の表示灯を
点滅させる等して、アルカリイオン水、酸性イオン水の
水質が不安定であることを利用者に報知する。一方、逆
極性電圧印加でなければ、印加電圧が所定の設定値に達
するまでにΔｔ１の時間を要する。同様に電解開始後所
定時間Ｔ１の間、操作表示部２０の表示灯を点滅させる
等して、水質が不安定であることを利用者に報知する。
この時のΔｔ１とΔｔ２との関係及びＴ１とＴ２との関
係は、Δｔ１＜Δｔ２及びＴ１＜Ｔ２となる。

【００１８】上記のように構成されたアルカリイオン整
水器を用い吐出管から生成されるｐＨの経時変化を確認
した。実験は、アルカリイオン水を生成して、電極洗浄
動作終了後に再度通水してアルカリイオン水の生成を再
開した場合に、コントローラによって電解槽へ印加され
る電圧の平均値と、その時のｐＨを測定して行った。
尚、比較例として、従来のアルカリイオン整水器を用い
た他は、同様にして、コントローラによって印加される
電圧の平均値と、その時のｐＨを測定した。その結果を
図３（ａ）乃至図３（ｄ）を用いて説明する。

【００１９】図３（ａ）は流量センサ６による流量レベ
ルの経時変化を示すグラフであり、図３（ｂ）は印加電
圧の平均値の経時変化を示すグラフ、図３（ｃ）は電解
槽を流れる電流の経時変化を示すグラフ、図３（ｄ）は
吐出管から生成されるアルカリイオン水のｐＨの経時変
化を示すグラフである。図３（ａ）の止水時には、図３
（ｂ）に示すように、電極洗浄動作による逆極性電圧の
最大値−Ｖｍａｘが印加されている。その間に、陰極側
に水素化合物が発生する。その後の通水開始時に、一時
的に印加電圧の最大値Ｖｍａｘを印加することで発生し
た水素化合物を電気分解して、図３（ｃ）に示すように
電流を流せる状態にする。

【００２０】本実施例では、逆極性電圧印加後の通水で
電解槽７への印加電圧を図３（ｂ）に示すように印加電
圧の単位時間あたりの増加量が、所定のしきい値を越え
ないように、Δｔ２をかけて最大値Ｖｍａｘまで上昇さ
せ、図３（ｃ）に示すように電流値が安定したら、速や
かに所定の電圧まで下げているため、図３（ｄ）に示す
ようにｐＨは、一度利用者が選択設定した電解強度より
も大きくなった後、すぐに設定した電解強度レベルにな
る。一方、比較例では、図３（ｂ）に示すように、電解
槽への印加電圧をΔｔ１をかけて所定の設定値まで上昇
させているために、図３（ｄ）に示すようにｐＨは、利
用者が選択設定した電解強度レベルに達するまでに時間
がかかっていた。

【００２１】尚、本実施例においては、印加電圧制御手
段として、逆極性電圧印加後の電解開始時に一度強制的
に印加電圧を最大値Ｖｍａｘまで上昇させてから所定の
設定値にしているが、ｐＨの変化は電解槽７を流れる電
流の変化に影響を受けるために、コントローラ１９によ
り電解中の電流値を学習・記録保持しておいて、定電流
回路により電解槽７への印加電圧を制御する方法でも、
同様に逆極性電圧印加後の電解において、吐出管１３か
ら吐出される生成水のｐＨを、すぐに安定させることが
できる。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明は、アルカリイオン
水を生成した直後に酸性イオン水を生成した場合、ある
いはその逆の場合、更には電極洗浄動作終了直後の逆極
性電圧印加によるアルカリイオン水、酸性イオン水を生
成した場合には、電解槽に電圧印加を開始する電解開始
時に、コントローラにより一度強制的に所定の電圧より
も高い電圧を印加することにより、前段階のプロセスで
陰極側に水素化合物が発生した場合でも、吐出される生
成水のｐＨをすぐに利用者が選択設定した電解強度レベ
ルに達するよう制御するので、利便性に優れ、高品質な
アルカリイオン整水器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルカリイオン整水器の一実施例を示す概略構
造図

【図２】同アルカリイオン整水器の要部電気回路図

【図３】（ａ） 流量センサによる流量レベルの経時変
化を示すグラフ （ｂ） 印加電圧の平均値の経時変化を示すグラフ （ｃ） 電解槽を流れる電流の経時変化を示すグラフ （ｄ） 吐出されるアルカリイオン水のｐＨの経時変化
を示すグラフ

【図４】アルカリイオン整水器の従来例を示す概略構造
図

【図５】同従来例の要部電気回路図

【符号の説明】

３ アルカリイオン整水器 ４ 浄水器 ５ ミネラル供給部 ７ 電解槽 １９ コントローラ ３１ 逆極性電解検知回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄水器と、前記浄水器の下流側に配置さ
   れたミネラル供給部と、前記ミネラル供給部の下流側に
   配置された電解槽と、前記電解槽を制御するコントロー
   ラと、前記電解槽に電圧印加を開始する際に前記電解槽
   への印加電圧を徐々に上昇させ電極への突入電流を抑制
   する過電流防止手段を前記コントローラに備えた連続電
   解方式のアルカリイオン整水器であって、前記電解槽に
   電圧印加を開始する際に逆極性電圧印加後であるかどう
   かを調べる逆極性電解検知回路を設け、逆極性電圧印加
   後ならば、一時的に所定の電圧よりも高い電圧を印加し
   て早くｐＨを安定させる印加電圧制御手段を備えたコン
   トローラを設けたことを特徴とするアルカリイオン整水
   器。