WO2016140126A1 - 電解水生成装置 - Google Patents

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速男 谷口
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株式会社日本トリム
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods

Definitions

  • the present invention relates to an electrolyzed water generating apparatus that electrolyzes water to generate electrolyzed water.
  • the electrolyzed water generating device is repeatedly used in a use state in which electrolyzed water is generated and a standby state in which the electrolyzed water is stopped in a stopped state.
  • an electrolyzed water generation device an electrolysis unit that electrolyzes tap water or the like into electrolyzed water, a control unit that controls each part of the device including the electrolysis unit, and power supply to the electrolysis unit and the control unit in use
  • a first power supply unit that performs power supply
  • an auxiliary power supply unit that supplies power to a control unit in a standby state (see, for example, FIG. 3 of Patent Document 1).
  • Such an electrolyzed water generating apparatus does not need to energize the first power supply unit in the standby state, and can suppress wasteful power consumption.
  • the electrolyzed water generating device needs to charge the auxiliary power supply unit with the first power supply unit.
  • the first power supply unit is required to have an output voltage higher than the input voltage to the control unit in order to supply power to the electrolysis unit.
  • the conventional electrolyzed water generating apparatus charges the auxiliary power supply unit with the first power supply unit having a high output voltage, there is a problem that the power efficiency is not good. In particular, in the standby state, if the first power supply unit is driven only to charge the auxiliary power supply unit, the power efficiency is not good.
  • the present invention has been devised in view of the above circumstances, and has as its main object to provide an electrolyzed water generating device that can efficiently charge an auxiliary power supply unit and suppress power consumption.
  • the present invention includes an electrolysis unit that electrolyzes water, a first power supply unit that supplies power to the electrolysis unit, and a control unit that controls each unit including the electrolysis unit and the first power supply unit.
  • a water generating device a second power supply unit that supplies power to the control unit with an output voltage smaller than a maximum output voltage of the first power supply unit, and the second power supply unit does not supply power to the control unit
  • the power supply device further includes an auxiliary power supply unit that supplies power to the control unit, and the auxiliary power supply unit is charged by the second power supply unit.
  • the output voltage of the auxiliary power supply unit is smaller than the output voltage of the second power supply unit.
  • the electrolyzed water generating apparatus of the present invention includes an electrolysis unit that electrolyzes water, a first power supply unit that supplies power to the electrolysis unit, and a control unit that controls each unit including the electrolysis unit and the first power supply unit. It is.
  • the electrolyzed water generating device includes a second power supply unit that supplies power to the control unit with an output voltage that is smaller than the maximum output voltage of the first power supply unit, and the second power supply unit does not supply power to the control unit.
  • an auxiliary power supply for supplying power to the controller, and the auxiliary power supply is charged by the second power supply.
  • the auxiliary power supply unit is charged by the second power supply unit that outputs a voltage smaller than the maximum output voltage of the first power supply unit, the power efficiency is improved.
  • power is supplied from the second power supply unit, not the first power supply unit having a large output voltage, in order to charge the auxiliary power supply unit having a reduced charge power. Efficiency is improved.
  • the auxiliary power supply unit since the auxiliary power supply unit is charged by the second power supply unit, the auxiliary power supply unit is not affected by the drive voltage of the electrolysis unit supplied with power by the first power supply unit. Thereby, it becomes possible to charge an auxiliary power supply part efficiently.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows schematic structure of one Embodiment of the electrolyzed water generating apparatus of this invention. It is a circuit diagram of the power supply system of FIG. It is a flowchart which shows the process sequence which drives a control part by the auxiliary power supply part of FIG.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an electrolyzed water generating apparatus 1 of the present embodiment.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 is used, for example, for generating water for drinking at home or for washing face.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 includes an apparatus main body 2 having an electrolysis unit 4 that electrolyzes water, and a water purification cartridge 3 that purifies water supplied to the electrolysis unit 4 by filtration.
  • the water purification cartridge 3 of the present embodiment is replaceable by being attached to and detached from the apparatus main body 2.
  • a first flow path 31 to which tap water is supplied and water purified by the water purification cartridge 3 (referred to as “purified water” in this specification) are supplied to the water purification cartridge 3 to the electrolysis unit 4.
  • Two flow paths 32 are connected.
  • the second flow path 32 is provided with a flow meter 15 that measures the amount of purified water flowing through the second flow path.
  • the water supplied to the water purification cartridge 3 is not limited to tap water, For example, well water, ground water, etc. can also be used.
  • the flow meter 15 outputs a signal corresponding to the amount of water to the control unit 6 described later. When the amount of water is greater than or equal to a predetermined threshold, it is treated as a water flow signal.
  • the apparatus body 2 includes an electrolysis unit 4, a first power supply unit 5 that supplies power to the electrolysis unit 4, a control unit 6 that controls each unit including the electrolysis unit 4, and a second that supplies power to the control unit 6. And a power supply unit 7.
  • the electrolysis unit 4 includes an electrolysis tank 11 in which an electrolysis chamber 10 to which purified water to be electrolyzed is supplied, and a first power feeding body 12 and a second power feeding body 13 that are arranged to face each other in the electrolysis chamber 10. And a diaphragm 14 disposed between the first power supply body 12 and the second power supply body 13.
  • the diaphragm 14 divides the electrolysis chamber 10 into a first chamber 10A on the first power feeder 12 side and a second chamber 10B on the second power feeder 13 side.
  • the diaphragm 14 allows ions generated by electrolysis to pass through. Thereby, the 1st electric power feeder 12 and the 2nd electric power feeder 13 are electrically connected through the diaphragm 14.
  • the purified water that has passed through the second flow path 32 is supplied to the first chamber 10A and the second chamber 10B. If a voltage is applied between the 1st electric power feeder 12 and the 2nd electric power feeder 13, the purified water supplied in the electrolysis chamber 10 will be electrolyzed, and electrolyzed water will be obtained.
  • the polarity of the first power supply body 12 and the second power supply body 13 and the applied voltage are controlled by the control unit 6.
  • the control unit 6 is provided with a polarity switching unit (not shown) for switching the polarities of the first power feeding body 12 and the second power feeding body 13.
  • the first power feeder 12 functions alternately as an anode power feeder or a cathode power feeder
  • the second power feeder 13 functions as a cathode power feeder or an anode power feeder contrary to the first power feeder 12.
  • the polarity switching may be performed based on, for example, the integrated value of the flow rate measured by the flow meter 15 or based on the time during which the first power supply unit 5 supplies power.
  • the first power feeder 12 functions as an anode power feeder and the second power feeder 13 functions as a cathode power feeder will be described.
  • the first electric power feeder 12 is charged with positive charges
  • the second electric power feeder 13 is charged with negative charges.
  • hydrogen water in which hydrogen is dissolved in water is generated in the second chamber 10B.
  • acidic water in which oxygen is dissolved in water is generated in the first chamber 10A.
  • Hydrogen water is used for drinking, for example.
  • Acidic water is used as non-drinking water, for example, for washing face or washing dishes.
  • a flow path switching valve 21 driven by the power of a drive motor (not shown), a third flow path 33 through which hydrogen water generated in the second chamber 10B flows out, A fourth flow path 34 through which the acidic water generated in the first chamber 10A flows out is provided.
  • the flow path switching valve 21 is provided in the third flow path 33 and the fourth flow path 34.
  • the third flow path 33 has one end 33a communicating with the second chamber 10B and a water discharge port 33b for discharging the hydrogen water generated in the second chamber 10B.
  • the water discharge port 33b is provided at the other end of the third flow path 33, and is connected to, for example, a branch faucet (not shown) provided in a water tap of the kitchen.
  • the fourth flow path 34 has one end 34a communicating with the first chamber 10A and a drain port 34b for discharging the acidic water generated in the first chamber 10A.
  • the drain port 34 b is provided at the other end of the fourth flow path 34.
  • the flow path switching valve 21 is driven by a drive motor according to a control signal input from the control unit 6, whereby the first chamber 10 ⁇ / b> A on the first power feeder 12 side and the second chamber on the second power feeder 13 side.
  • the connection between 10B and the third flow path 33 and the fourth flow path 34 is switched.
  • the polarity switching unit and the flow path switching valve 21 can operate in synchronization. More specifically, the first chamber 10 ⁇ / b> A and the second chamber 10 ⁇ / b> B are interchanged by the polarity switching unit switching the polarity of the electrode plate. At this time, when the flow path switching valve 21 is operated to switch the flow path, even if the polarity of the electrode plate is switched, the hydrogen water generated by the cathode feeder is sent out from the third flow path 33, and the fourth From the flow path 34, the acidic water produced
  • the acidic water generated in the first chamber 10A is sent out from the third flow path 33, and the fourth flow path 34 is sent in the second chamber 10B. It is also possible to send out the generated hydrogen water.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 is repeatedly used in a use state for generating electrolyzed water as described above and a standby state for waiting in a state in which the generation of electrolyzed water is stopped. In the standby state, power is supplied only to the control unit 6.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 is provided with a display unit 22 for displaying an operation mode of the electrolyzed water generating apparatus 1 and an operation unit 23 operated by a user.
  • a display panel such as an LCD (Liquid Crystal Display) 22a is applied to the display unit 22, for example.
  • the LCD displays the operation mode and the like of the electrolyzed water generating device 1 with images such as character information and graphic information. In the standby state, the display unit 22 is turned off.
  • a plurality of operation buttons (not shown) operated by the user are arranged.
  • the operation of the electrolyzed water generating apparatus 1 can be operated or stopped, the operation mode of electrolyzed water generation can be switched, the dissolved hydrogen concentration can be set, and the like, by operation using each operation button.
  • the operation buttons are connected to the control unit 6 that controls the electrolyzed water generating apparatus 1.
  • a signal is input to the control unit 6 to switch the operation mode of electrolyzed water generation, change the dissolved hydrogen concentration, and the like.
  • the operation mode includes, for example, a hydrogen water generation mode in which the user uses hydrogen water, an acid water generation mode in which acid water is used, and a water purification mode in which purified water is used without electrolyzing the purified water.
  • the first power supply unit 5 and the second power supply unit 7 are connected to a commercial power supply via a plug 24, and convert an AC power supply from the commercial power supply into a DC power supply.
  • the first power supply unit 5 and the second power supply unit 7 of the present embodiment are electrically connected in parallel.
  • the output voltage of the first power supply unit 5 is 0V.
  • the output voltage of the first power supply unit 5 is a high voltage.
  • water with less impurities such as minerals and calcium requires higher voltage for electrolysis than water with more impurities.
  • the amount of impurities contained in tap water or the like varies greatly depending on the region. For this reason, since the optimal voltage can be supplied to the water which changes with areas etc.
  • the first power supply unit 5 is desirably a high-output type power supply device so that high-concentration hydrogen water can be stably generated.
  • a power supply device that supports output of a maximum DC voltage of 55V is used.
  • the first power supply unit 5 switches the polarity of the voltage applied to the first power supply body 12 and the second power supply body 13 in accordance with a control signal from the control unit 6.
  • the second power supply unit 7 outputs a DC voltage different from the output voltage of the first power supply unit 5 in this embodiment.
  • the second power supply unit 7 only needs to be able to drive the control unit 6, the flow path switching valve 21, and the like. Therefore, a highly efficient power supply device with a maximum output voltage smaller than the maximum output voltage of the first power supply unit 5 is desirable. From such a viewpoint, for example, a power supply device having a maximum output voltage of about 7 to 12 V is used for the second power supply unit 7 of the present embodiment.
  • the first power supply unit 5 and the second power supply unit 7 are provided in parallel, for example, even when a large load is applied to the first power supply unit 5, power is supplied by the second power supply unit 7.
  • the supplied control unit 6 operates stably and can appropriately control each unit.
  • the output voltage of the second power supply unit 7 is the input voltage of the flow path switching valve 21. For this reason, the flow-path switching valve 21 can be driven, without dropping the voltage of the 2nd power supply part 7, for example with a transformer.
  • the first power supply unit 5 and the second power supply unit 7 are activated or stopped by the signal from the control unit 6 from the commercial power supply.
  • control unit 6 performs, for example, control of the dissolved hydrogen concentration of the electrolyzed water generated by the electrolyzing unit 4, the replacement timing of the water purification cartridge 3, an alarm for leakage or disconnection, and the like.
  • the second power supply unit 7 of the present embodiment since the drive voltage of the control unit 6 is usually about 5V, a transformer 8 that steps down the output voltage of the second power supply unit 7 is provided between the second power supply unit 7 and the control unit 6. Is provided.
  • the second power supply unit 7 of the present embodiment includes the first system 7a that supplies a voltage of 5V to the control unit 6 via the transformer 8, and the second system that supplies the voltage of 12V to the flow path switching valve 21. Two systems 7b are formed.
  • the auxiliary power supply unit 9 has a charging function for storing electric charges in preparation for a standby state, and is connected to the first system 7a. Thereby, the auxiliary power supply unit 9 is charged by the second power supply unit 7 and discharged when the second power supply unit 7 does not supply power to the control unit 6 (the auxiliary power supply unit 9 supplies power to the control unit 6).
  • the controller 6 can be driven. That is, in the standby state, the power consumption of the first power supply unit 5 can be suppressed to zero.
  • the second power supply unit 7 does not supply power to the auxiliary power supply unit 9, so that the power consumption of the second power supply unit 7 can be suppressed to zero in principle.
  • the voltage at both ends of the auxiliary power supply unit 9 is set to a voltage required by the control unit 6 because it is sufficient to drive the control unit 6 in a standby state.
  • a power supply device that supports output of a DC voltage of 5V is used.
  • a well-known capacitor may be used for the auxiliary power supply unit 9, but it is particularly preferable to use a secondary battery having a long life and a short charging time.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure for driving the control unit 6 by the auxiliary power supply unit 9 of the electrolyzed water generating apparatus 1.
  • 3 is a state where electric power from a commercial power source is supplied to the first power source unit 5 and the second power source unit 7 and the electrolyzed water generating device 1 is operated in the hydrogen water generating mode or the acidic water generating mode. It is. At this time, the auxiliary power supply unit 9 is sufficiently charged via the second power supply unit 7.
  • the control unit 6 determines that the control unit 6 is in a standby state (S1).
  • the 1 power supply unit 5 and the second power supply unit 7 are stopped (S2).
  • power supply from the auxiliary power supply unit 9 to the control unit 6 is started (S3), power supply to the first power supply body 12 and the second power supply body 13 is stopped, and generation of electrolyzed water is stopped. It will be in the standby state to wait.
  • control unit 6 to which power is supplied from the auxiliary power supply unit 9 is in an operation state in which the operation start signal of the electrolyzed water generating device 1 from the operation unit 23 can be received. Any one of the operation buttons is operated, and a signal output from the operation unit 23 to the control unit 6 is treated as an operation start signal.
  • the electrolyzed water generating device 1 When the control unit 6 has not received the operation start signal for electrolyzed water generation from the operation unit 23 (N in S4), the electrolyzed water generating device 1 continues the standby mode. During this time, since the auxiliary power supply unit 9 supplies power to the control unit 6, the voltage of the auxiliary power supply unit 9 gradually decreases. When the control unit 6 monitors the terminal voltage of the auxiliary power supply unit 9 and determines that sufficient power can be supplied from the auxiliary power supply unit 9 to the control unit 6 (Y in S5), electrolyzed water generation from the operation unit 23 The operation start signal is continuously detected.
  • the second power supply unit 7 is activated to supply power to the control unit 6 (S6). At this time, power is also supplied from the second power supply unit 7 to the auxiliary power supply unit 9, and the auxiliary power supply unit 9 is charged (S7).
  • the process returns to S2 to stop the second power supply unit 7.
  • the control unit 6 receives the electrolysis water generation operation start signal from the operation unit 23 (Y in S4), the control unit 6 activates the first power supply unit 5 and the second power supply unit 7 (S8).
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 is activated, and power supply from the second power supply unit 7 to the control unit 6 and the flow path switching valve 21 is started, and power from the first power supply unit 5 to the electrolysis unit 4 is started.
  • Supply is started and it becomes the operation
  • the operation signal from the operation unit 23 may be replaced with the flow signal output from the flow meter 15 to shift to S8.
  • the auxiliary power supply unit 9 is charged by the second power supply unit 7 that outputs a voltage smaller than the maximum output voltage of the first power supply unit 5. Therefore, power efficiency is improved. In particular, in a standby state in which the generation of electrolyzed water is stopped, it is not necessary to supply power from the first power supply unit 5 only to charge the auxiliary power supply unit 9, so that power efficiency is further improved. In addition, since the auxiliary power supply unit 9 is charged by the second power supply unit 7, the auxiliary power supply unit 9 is not affected by a change in the drive voltage of the electrolysis unit 4 supplied with power by the first power supply unit 5. Thereby, it becomes possible to charge the auxiliary power supply unit 9 efficiently.
  • the electrolyzed water generating apparatus 1 includes at least an electrolysis unit 4 that electrolyzes water, a first power supply unit 5 that supplies power to the electrolysis unit 4, a control unit 6, a second power supply unit 7, and a second power supply unit. What is necessary is just to provide the auxiliary power supply part 9 charged with the power supply part 7.
  • the control unit 6 controls each part of the apparatus including the electrolysis unit 4 and the first power supply unit 5.
  • the second power supply unit 7 supplies power to the control unit 6 with an output voltage smaller than the maximum output voltage of the first power supply unit 5.
  • the auxiliary power supply unit 9 supplies power to the control unit 6 when the second power supply unit 7 does not supply power to the control unit 6.

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Abstract

　簡素かつ安価な構成で水素水を生成できる電解水生成装置を提供する。　電解水生成装置１は、水を電気分解する電解部４と、電解部４に電力を供給する第１電源部５と、電解部４及び第１電源部５を含む装置各部を制御する制御部６とを備えている。第１電源部５の最大出力電圧よりも小さい出力電圧で制御部６に電力を供給する第２電源部７と、第２電源部７が制御部６に電力を供給しないときに、制御部６に電力を供給する補助電源部９とをさらに備えている。補助電源部９は、第２電源部７によって充電される。これにより、補助電源部９は、効率良く充電される。

Description

電解水生成装置
　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。
　電解水生成装置は、電解水を生成する使用状態と、電解水の生成を停止した状態で待機する待機状態とを繰り返して使用される。従来、このような電解水生成装置として、水道水等を電解水に電気分解する電解部と、電解部を含む装置各部を制御する制御部と、使用状態における電解部や制御部に電力を供給する第１電源部と、待機状態における制御部に電力を供給する補助電源部とを含むものが知られている（例えば、特許文献１の図３参照）。このような電解水生成装置は、待機状態において、第１電源部を通電しておく必要がなく、無駄な電力消費を抑制することができる。
　しかしながら、電解水生成装置は、第１電源部によって補助電源部を充電する必要がある。第１電源部は、電解部に電力を供給するために、制御部への入力電圧よりも高い出力電圧が要求される。このように、従来の電解水生成装置は、高い出力電圧の第１電源部で補助電源部を充電するので、電力効率が良くないという問題があった。とりわけ、待機状態において、補助電源部を充電するためだけに第１電源部を駆動すると、電力効率が良くない。
特開２０００－２３３１８３号公報
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、補助電源部を効率良く充電し消費電力を抑制できる電解水生成装置を提供することを主たる目的としている。
　本発明は、水を電気分解する電解部と、前記電解部に電力を供給する第１電源部と、前記電解部及び前記第１電源部を含む装置各部を制御する制御部とを備えた電解水生成装置であって、前記第１電源部の最大出力電圧よりも小さい出力電圧で前記制御部に電力を供給する第２電源部と、前記第２電源部が前記制御部に電力を供給しないときに、前記制御部に電力を供給する補助電源部とをさらに備え、前記補助電源部は、前記第２電源部によって充電されることを特徴とする。
  本発明に係る前記電解水生成装置において、前記補助電源部の出力電圧は、前記第２電源部の出力電圧よりも小さいことが望ましい。
　本発明の電解水生成装置は、水を電気分解する電解部と、電解部に電力を供給する第１電源部と、電解部及び第１電源部を含む装置各部を制御する制御部とを具えている。また、電解水生成装置は、前記第１電源部の最大出力電圧よりも小さい出力電圧で前記制御部に電力を供給する第２電源部と、第２電源部が制御部に電力を供給しないときに、制御部に電力を供給する補助電源部とをさらに備え、補助電源部は、第２電源部によって充電される。このように、補助電源部は、第１電源部の最大出力電圧よりも小さい電圧を出力する第２電源部で充電されるので、電力効率が向上する。とりわけ、電解水の生成が停止された状態において、充電電力の低下した補助電源部を充電するために、出力電圧の大きい第１電源部ではなく、第２電源部から電力を供給するので、電力効率が向上する。
　また、補助電源部は、第２電源部によって充電されるので、第１電源部によって電力を供給される電解部の駆動電圧の影響を受けることがない。これにより、補助電源部を効率良く充電することが可能になる。
本発明の電解水生成装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１の電源系統の回路図である。 図１の補助電源部によって制御部を駆動する処理手順を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
　図１は、本実施形態の電解水生成装置１の概略構成を示している。電解水生成装置１は、例えば、家庭での飲用や洗顔用の水の生成に用いられる。
　電解水生成装置１は、本実施形態では、水を電気分解する電解部４を有する装置本体２と、電解部４に供給される水を濾過により浄化する浄水カートリッジ３とを備えている。
　本実施形態の浄水カートリッジ３は、装置本体２に対して着脱されることで交換可能とされている。浄水カートリッジ３には、例えば、水道水が供給される第１流路３１と、浄水カートリッジ３にて浄化された水（本明細書では、「浄水」という。）を電解部４に供給する第２流路３２とが接続されている。第２流路３２には、第２流路を流れる浄水の水量を計測する流量計１５が設けられている。なお、浄水カートリッジ３に供給される水は、水道水に限定されるものではなく、例えば、井戸水、地下水等を用いることもできる。流量計１５は、水量に応じた信号を後述の制御部６に出力する。水量が所定のしきい値以上のとき、通水信号として扱われる。
　装置本体２は、電解部４と、電解部４に電力を供給する第１電源部５と、電解部４を含む装置各部を制御する制御部６と、制御部６に電力を供給する第２電源部７とを備えている。
　電解部４は、電気分解される浄水が供給される電解室１０が形成された電解槽１１と、電解室１０内で、互いに対向して配置された第１給電体１２及び第２給電体１３と、第１給電体１２と第２給電体１３との間に配された隔膜１４とを備えている。
　隔膜１４は、電解室１０を第１給電体１２側の第１室１０Ａと、第２給電体１３側の第２室１０Ｂとに区分する。隔膜１４は、電気分解で生じたイオンを通過させる。これにより、第１給電体１２と第２給電体１３とが、隔膜１４を介して電気的に接続される。
　第１室１０Ａ及び第２室１０Ｂには、第２流路３２を経た浄水が供給される。第１給電体１２と第２給電体１３との間に電圧が印加されると、電解室１０内に供給された浄水が電気分解され、電解水が得られる。
　第１給電体１２及び第２給電体１３の極性及び印加される電圧は、制御部６によって制御される。例えば、制御部６には、第１給電体１２及び第２給電体１３の極性を切り替えるための極性切替部（図示省略）が設けられている。これにより、第１給電体１２は、陽極給電体又は陰極給電体として交互に機能し、第２給電体１３は、第１給電体１２とは逆に陰極給電体又は陽極給電体として機能する。なお、極性の切り替えは、例えば、流量計１５で計測される流量の積算値に基いて行われても良いし、第１電源部５が電力を供給する時間に基づいて行われても良い。
　以下、本明細書では、特に断りのない限り、第１給電体１２が陽極給電体、及び、第２給電体１３が陰極給電体として、それぞれ機能している場合が説明される。この場合、第１給電体１２には正の電荷が帯電し、第２給電体１３には負の電荷が帯電する。これにより、第２室１０Ｂでは水素が水に溶け込んだ水素水が生成される。第１室１０Ａでは酸素が水に溶け込んだ酸性水が生成される。水素水は、例えば、飲用として利用される。酸性水は、例えば、洗顔や食器洗浄用等の飲用以外の水として利用される。
　電解室１０の下流側には、例えば、駆動モーター（図示せず）の動力によって駆動する流路切替弁２１と、第２室１０Ｂで生成された水素水が流出する第３流路３３と、第１室１０Ａで生成された酸性水が流出する第４流路３４とが設けられている。流路切替弁２１は、第３流路３３及び第４流路３４の流路内に設けられている。
　第３流路３３は、第２室１０Ｂに連通する一端３３ａと、第２室１０Ｂで生成された水素水を吐出する吐水口３３ｂとを有する。吐水口３３ｂは、第３流路３３の他端に設けられ、例えば、キッチンの水道蛇口に設けられた分岐水栓（図示せず）に接続される。
　第４流路３４は、第１室１０Ａに連通する一端３４ａと、第１室１０Ａで生成された酸性水を排出する排水口３４ｂとを有する。排水口３４ｂは、第４流路３４の他端に設けられている。
　流路切替弁２１は、制御部６から入力された制御信号に応じて駆動モーターが駆動されることにより、第１給電体１２側の第１室１０Ａ及び第２給電体１３側の第２室１０Ｂと第３流路３３及び第４流路３４との接続を切り替える。
　制御部６による管理の下で、極性切替部及び流路切替弁２１は、同期して動作可能である。より具体的には、極性切替部が極板の極性を切り替えることにより、第１室１０Ａと第２室１０Ｂとが相互に入れ替わる。このとき、流路切替弁２１が動作して流路が切り替わることにより、極板の極性が切り替わっても、第３流路３３からは陰極給電体で生成された水素水が送出され、第４流路３４からは陽極給電体で生成された酸性水が送出される。なお、極性切替部又は流路切替弁２１が単独で動作することにより、第３流路３３から第１室１０Ａで生成された酸性水を送出し、第４流路３４から第２室１０Ｂで生成された水素水を送出することも可能である。
　電解水生成装置１は、上述のような電解水を生成する使用状態と、電解水の生成を停止した状態で待機する待機状態とを繰り返して使用される。待機状態では、制御部６のみに電力が供給されている。
　また、電解水生成装置１には、電解水生成装置１の動作モード等を表示する表示部２２や、ユーザーによって操作される操作部２３等が設けられている。
　表示部２２には、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）２２ａ等の表示パネルが適用される。ＬＣＤは、電解水生成装置１の動作モード等を文字情報や図形情報等の画像で表示する。待機状態のとき、表示部２２は、消灯されている。
　操作部２３には、例えば、ユーザーによって操作される複数の操作ボタン（図示省略）が配列されている。各操作ボタンによる操作によって、電解水生成装置１の運転又は停止、電解水生成の動作モードの切替、溶存水素濃度の設定等を行なうことができる。操作ボタンは、電解水生成装置１の制御を司る制御部６等に接続されている。待機状態のとき、ユーザーによって操作ボタンが操作されると、制御部６に信号が入力され、電解水生成の動作モードの切替、溶存水素濃度の変更等が行われる。
　動作モードは、例えば、ユーザーが水素水を使用する水素水生成モード、酸性水を使用する酸性水生成モード、浄水を電気分解せずに、浄水を使用する浄水モードを含む。
　図１及び図２に示されるように、第１電源部５及び第２電源部７は、プラグ２４を介して商用電源に接続され、商用電源からの交流電源を直流電源に変換する。本実施形態の第１電源部５及び第２電源部７は、電気的に並列に接続されている。
　第１電源部５は、設定された溶存水素濃度に応じて、第１給電体１２及び第２給電体１３に電圧を印加するため、出力電圧が可変に設定されるのが望ましい。例えば、浄水モードでは、第１電源部５の出力電圧は、０Ｖである。高い溶存水素濃度が要求される場合や、大きい水量が要求される場合は、第１電源部５の出力電圧は、高電圧である。また、例えば、ミネラルやカルシウム等の不純物の少ない水は、これら不純物の多い水よりも、電気分解に高い電圧が必要になる。そして、例えば、地域によって、水道水等に含まれる不純物量が大きく異なる。このため、出力電圧が可変な第１電源部５を有することにより、地域等による異なる水に最適な電圧を供給できるので、良好な電解水を供給することができる。このように、例えば、高濃度の水素水を安定して生成できるように、第１電源部５は、高出力タイプの電源装置が望ましい。本実施形態では、例えば、最大５５Ｖの直流電圧の出力に対応した電源装置が用いられている。
　第１電源部５は、制御部６からの制御信号に応じて、第１給電体１２及び第２給電体１３に印加する電圧の極性を切り替える。
　第２電源部７は、本実施形態では、第１電源部５の出力電圧とは異なる直流電圧を出力する。第２電源部７は、例えば、制御部６及び流路切替弁２１等を駆動できれば足りるため、第１電源部５の最大出力電圧よりも小さな最大出力電圧で高効率な電源装置が望ましい。このような観点より、本実施形態の第２電源部７は、例えば、最大出力電圧が７～１２Ｖ程度の電源装置が用いられている。本実施形態では、第１電源部５と第２電源部７とが並列で設けられているので、例えば、第１電源部５に大きな負荷が作用した場合でも、第２電源部７によって電力を供給される制御部６は、安定して動作し、各部を適切に制御することができる。
　本実施形態では、第２電源部７の出力電圧が、流路切替弁２１の入力電圧である。このため、第２電源部７の電圧を、例えば、変圧器によって降下させることなく、流路切替弁２１を駆動することができる。
　本実施形態では、第１電源部５及び第２電源部７は、制御部６からの信号によって、商用電源からの電力供給が作動又は停止される。
　制御部６は、その他、例えば、電解部４によって生成される電解水の溶存水素濃度の制御、及び、浄水カートリッジ３の交換時期や漏電や断線の警報等を行う。
　本実施形態では、制御部６の駆動電圧は、通常、５Ｖ程度で足りるので、第２電源部７と制御部６との間には、第２電源部７の出力電圧を降圧させる変圧器８が設けられている。このように、本実施形態の第２電源部７は、変圧器８を介して制御部６に５Ｖの電圧を供給する第１系統７ａと、流路切替弁２１に１２Ｖの電圧を供給する第２系統７ｂとを形成している。
　そして、本発明の電解水生成装置１は、補助電源部９をさらに備えている。補助電源部９は、待機状態に備えて電荷を蓄える充電機能を有し、かつ、第１系統７ａに接続されている。これにより、補助電源部９は、第２電源部７によって充電されるとともに、第２電源部７が制御部６に電力を供給しないときに放電し（補助電源部９が制御部６に電力を供給し）、制御部６を駆動しうる。即ち、待機状態において、第１電源部５の消費電力は、ゼロに抑制できる。また、待機状態において、補助電源部９の充電電力が足りている場合、第２電源部７は補助電源部９に電力を供給しないので、第２電源部７の消費電力を原則ゼロに抑制できる。
　補助電源部９の両端電圧は、待機状態に制御部６を駆動できれば足りるため、制御部６が必要とする電圧に設定されている。本実施形態では、例えば、５Ｖの直流電圧の出力に対応した電源装置が用いられている。
　補助電源部９には、例えば、周知のコンデンサなどを採用しても良いが、とりわけ、寿命が長く、かつ、充電時間が小さい二次電池を採用するのが望ましい。
　図３は、このような電解水生成装置１の補助電源部９によって、制御部６を駆動させる処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図３のスタートは、第１電源部５及び第２電源部７に商用電源からの電力が供給され、電解水生成装置１が水素水生成モード又は酸性水生成モードで運転されている状態である。また、このとき、補助電源部９は、第２電源部７を介して十分に充電されている。
　先ず、制御部６は、例えば、操作部２３からの信号入力又は流量計１５からの通水信号入力が制御部６に所定時間なかった場合、待機状態にあると判断する（Ｓ１）と、第１電源部５及び第２電源部７を停止させる（Ｓ２）。これにより、補助電源部９から制御部６に電力供給が開始（Ｓ３）されるとともに、第１給電体１２及び第２給電体１３への電力供給が停止され、電解水生成が停止した状態で待機する待機状態となる。なお、補助電源部９から電力を供給されている制御部６は、操作部２３からの電解水生成装置１の運転開始信号を受け取り可能な動作状態にある。いずれかの操作ボタンが操作され、操作部２３から制御部６に出力された信号が運転開始信号として扱われる。
　制御部６が、操作部２３からの電解水生成の運転開始信号を受信していない場合（Ｓ４においてＮ）、電解水生成装置１は、待機モードを継続している。この間、補助電源部９は制御部６に電力を供給しているので、補助電源部９の電圧は徐々に降下する。制御部６は、補助電源部９の端子電圧を監視して、補助電源部９から制御部６へ十分な電力を供給できると判断した場合（Ｓ５においてＹ）、操作部２３からの電解水生成の運転開始信号を継続して検知する。一方、補助電源部９から制御部６へ十分な電力を供給できないと判断した場合（Ｓ５においてＮ）、第２電源部７を起動させて、制御部６へ電力を供給させる（Ｓ６）。このとき、第２電源部７から補助電源部９にも電力が供給され、補助電源部９が充電される（Ｓ７）。補助電源部９の端子電圧がスタート時の電圧に復帰して充電が完了すると、Ｓ２に戻って第２電源部７を停止させる。
　次に、制御部６は、操作部２３からの電解水生成の運転開始信号を受信する（Ｓ４においてＹ）と、第１電源部５及び第２電源部７を起動する（Ｓ８）。これにより、電解水生成装置１は起動し、第２電源部７から制御部６及び流路切替弁２１等への電力供給が開始されるとともに、第１電源部５から電解部４への電力供給が開始され、電解水が生成可能な動作状態となる。Ｓ４では、操作部２３からの運転信号に替えて、流量計１５から出力される通水信号によってＳ８に移行しても良い。
　以上のような構成を有する本実施形態の電解水生成装置１によれば、補助電源部９は、第１電源部５の最大出力電圧よりも小さい電圧を出力する第２電源部７によって充電されるので、電力効率が向上する。とりわけ、電解水の生成が停止した状態で待機する待機状態において、補助電源部９を充電するためだけに第１電源部５から電力を供給する必要がないので、電力効率がより向上する。また、補助電源部９は、第２電源部７によって充電されるので、第１電源部５によって電力を供給される電解部４の駆動電圧の変化の影響を受けることがない。これにより、補助電源部９を効率良く充電することが可能になる。
　以上、本発明の電解水生成装置１が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、電解水生成装置１は、少なくとも、水を電気分解する電解部４と、電解部４に電力を供給する第１電源部５と、制御部６と、第２電源部７と、第２電源部７によって充電される補助電源部９とを備えていれば良い。制御部６は、電解部４及び第１電源部５を含む装置各部を制御する。第２電源部７は、第１電源部５の最大出力電圧よりも小さい出力電圧で制御部６に電力を供給する。補助電源部９は、第２電源部７が制御部６に電力を供給しないときに、制御部６に電力を供給する。
　１　　電解水生成装置
　２　　装置本体
　４　　電解部
　５　　第１電源部
　６　　制御部
　７　　第２電源部
　９　　補助電源部
１０　　電解室
１１　　電解槽
１４　　隔膜
１５　　流量計
２１　　流路切替弁
２２　　表示部
２３　　操作部
２４　　プラグ
 
 

Claims (2)

  1. 　水を電気分解する電解部と、前記電解部に電力を供給する第１電源部と、前記電解部及び前記第１電源部を含む装置各部を制御する制御部とを備えた電解水生成装置であって、
    　前記第１電源部の最大出力電圧よりも小さい出力電圧で前記制御部に電力を供給する第２電源部と、
    　前記第２電源部が前記制御部に電力を供給しないときに、前記制御部に電力を供給する補助電源部とをさらに備え、
    　前記補助電源部は、前記第２電源部によって充電されることを特徴とする電解水生成装置。
  2.   前記補助電源部の出力電圧は、前記第２電源部の出力電圧よりも小さい請求項１記載の電解水生成装置。
     
      
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