JPH08155456A - 電解水生成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解槽で水を電解してイオン水（アルカリイ
オン水，酸性水）を得る電解水生成器において、電解槽
に導電率の高い水や金属などの異物が入った場合にも、
安定したｐＨのイオン水を得られるようにする。 【構成】 電解槽８に流れる電流を電流検出回路１０で
検出し、この電流値が一定になるようにＰＷＭ制御回路
１２が電解槽８への印加電圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルカリイオン水、酸
性水を生成するために用いられる電解水生成器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、飲用等に供するアルカリイオン
水、及び、美容又は消毒用等に用いられる酸性水を得る
ために電解水生成器が利用されている。この電解水生成
器は、一端が水道水等の水が供給される蛇口に接続さ
れ、他端が前記水を電気分解してアルカリイオン水、酸
性水を生成する電解槽に接続された供給路と、該電解槽
の陽極と陰極とに直流電圧を印加する電源回路とを備え
た電解水生成器が使用されている。そして、上記電解槽
で生成されたアルカリイオン水、酸性水はそれぞれアル
カリイオン水路、酸性水路より電解水生成器外部に供給
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記電解水生成器で
は、電解槽に供給される電圧はいつも一定であるので、
電解槽に供給される水の導電率が変化した場合にはアル
カリイオン水、酸性水のｐＨが変動してしまうため、ア
ルカリイオン水、酸性水のｐＨを使用者が望むｐＨに常
に一定に保てないという問題点がある。

【０００４】そこで、従来の電解水生成器では、電解槽
への印加電圧を切り替えるための切換スイッチを設けて
おき、使用者がこの切換スイッチを切り替えることによ
りアルカリイオン水、酸性水のｐＨの調整を行ってい
た。

【０００５】そのため、水の流量や導電度によっては高
めや低めの電圧が電解槽に印加され、使用者に取って所
望のｐＨのアルカリイオン水、酸性水が得られないばか
りでなく、高めの電圧が電解槽に印加された場合には、
電解槽で無駄な電力を消費してしまうという問題点があ
った。

【０００６】また、電解槽に供給される水の中に金属等
の水よりも導電率の高い物質が混入した場合には、非常
にｐＨの高い又は低いアルカリイオン水又は酸性水が生
成されたり、電解槽で短絡状態となり、水を電解できな
くなってしまうという問題点があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の請求項１は、水を電気分解してアルカ
リイオン水、酸性水を得るための電解槽と、該電解槽の
陽極と陰極に直流電圧を印加する電源回路とからなる電
解水生成器において、前記電解槽の陽極と陰極との間に
流れる電流を検出する検出手段と、前記検出手段により
検出された電流値が予め定められた値になるように前記
電源回路から前記電解槽への印加電圧を制御する電圧制
御手段と、を設けたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２は、前記電圧制御
手段より前記電解槽への印加電圧値が予め定められた電
圧値に達した場合には、異常を検出する異常検出手段
と、を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１の電解水生成器は、検出手段
により電解槽の陽極と陰極との間に流れる電流値が検出
され、検出手段で検出された電流値が電圧制御手段で予
め定められた電流値になるように、電圧制御手段が電源
回路から前記電解槽への印加電圧を制御する。

【００１０】また、請求項２記載の電解水生成器は、電
圧制御手段より前記電解槽への印加電圧値が予め定めら
れた電圧値に達した場合には、異常検出手段が異常を検
出する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第一実施例を図１を用いて説
明する。図１は本実施例の電解水生成器Ａの概略構成を
示すブロック図を示す。なお、図１のブロック図には、
水道管などの水を電解槽８に供給するための供給路や、
電解槽８で生成されたアルカリイオン水、酸性水を電解
水生成器Ａ外部にそれぞれ供給するためのアルカリイオ
ン水路、酸性水路は記載されていないが、これらの構成
は従来の電解水生成器と同一のため説明を省略する。

【００１２】図１において、電解水生成器Ａは、整流器
２、コンデンサ３、トランジスタ４、トランス５、整流
器６、コンデンサ７、電解槽８、抵抗９、電流検出回路
１０、電圧検出回路１１、ＰＭＷ制御回路１２からな
る。電解槽８には並列に抵抗１３が接続されている。こ
の電解水生成器Ａは、交流電源１から電力を供給され
る。交流電源１は例えば家庭用の交流のコンセントなど
である。

【００１３】外部から供給された交流電源は、整流器２
に接続される。整流器２の出力はコンデンサ３に接続さ
れ、このコンデンサ３の両端の電圧は直流となってい
る。このコンデンサ３はトランス５及びトランジスタ６
に並列に接続される。トランス５の２次側は整流器６に
接続されている。整流器６の出力はコンデンサ７に接続
され、直流電圧となるように平滑される。コンデンサ７
は電解槽８に接続され、水道水などの水を電気分解して
いる。電解槽８と抵抗１３は並列に接続され、更に電解
槽８の一方は抵抗９に直列に接続されている。抵抗９の
両端は電流検出回路１０に接続されている。また、電解
槽８の一方は電圧検出回路に接続されている。更に、電
流検出回路１０と電圧検出回路１１の出力は、ＰＷＭ制
御回路１２に接続されて、トランジスタ４のオンする時
間を制御している。

【００１４】通常のスイッチングレギュレータとして
は、整流器２、コンデンサ３、トランジスタ４、トラン
ス５、整流器６、コンデンサ７、抵抗９、電流検出回路
１０、電圧検出回路１１、ＰＷＭ制御回路１２とから成
り立っており、電流検出回路１０はスイッチングレギュ
レータの過電流保護のために動作している。従って、ス
イッチングレギュレータの動作は電圧検出回路１１の設
定電圧と、電流検出回路１０の過電流保護回路の設定電
流の値から、定電流源として動作するようになってい
る。

【００１５】ＰＷＭ制御回路１２はトランス５の１次側
に接続されているトランジスタ４をオン・オフしてトラ
ンス５の２次側に伝達する電力を制御する。電解槽８に
印加される電圧が低下した場合、電圧検出回路１１から
の出力が低下するので、ＰＷＭ制御回路１２はトランジ
スタ４のオンする時間を長くして、出力電圧の低下をキ
ャンセルするように働く。これは、スイッチングレギュ
レータの通常の動作である。従って、スイッチングレギ
ュレータの動作は出力で必要な電力を必要なときに供給
する方式となっている。このことは、スイッチングレギ
ュレータの効率はあまり出力電流の変動に対して変化し
ないという特性を示している。

【００１６】ここで、電流検出回路１０は、電解槽８に
流れる電流を抵抗９の両端に発生する電圧降下で検出
し、ＰＷＭ制御回路１２へ伝える働きを行っている。指
定した電流値よりも電解槽８に流れる電流が大きい場
合、電流検出回路１０は過電流であることを検出し、電
圧を低下するように、ＰＷＭ制御回路１２に指令を与え
る。

【００１７】さて、電解槽に水を供給すると、これに応
じてスイッチングレギュレータが動作し電解を開始す
る。水の供給されたことは、電解槽８へ水を供給するた
めの供給路の途中に通水スイッチ，流量センサ，流量計
などの通水検出手段を用いて検出することができる。こ
の通水検出手段で電解槽８への水の供給を検出した後、
スイッチングレギュレータを動作させて電解槽８に電気
を供給する方法は、交流電源１の投入やＰＷＭ制御回路
１２に開始信号を与えるなどの方法で、容易に実現でき
るので、図１ではその項製は省略した。当然、電解槽８
への水の供給を停止すると通水検出手段によりその停止
が検出できるので、スイッチングレギュレータを停止さ
せることにより電解槽８への電気の供給を停止し、水の
電解を停止させる。

【００１８】以下、水の導電率に応じて、電解槽８への
印加電圧を変更する場合を説明する。

【００１９】電解槽８の陰極と陽極とからなる電極（図
示せず）に一定電圧を印加した場合に電解槽８に流れる
電流は、電解槽８に供給される水の導電率に比例するの
で、電解槽８の電圧値を電解槽８に流れる電流値で割れ
ば、水の導電率が求められる。水の電気分解は電解槽８
に流れる電流にほぼ比例して行われるので、電解槽８内
部に発生するイオンは、電流値にほぼ比例することにな
る。従って、電気分解の効率からは、電流値を一定とす
ればよいこととなる。

【００２０】水の水質は、この水の水源すなわち地域や
水源から取り込む時期によって水に溶け込む水の導電率
を変化させる物質の量が変動するために変化する。例え
ば、冬は温度が低いので、水に溶け込む上記物質の量が
少なくなり、等価的に導電率が上がる傾向にある。同じ
飲料水でも、水温を変えると水の内部のイオン化割合が
変わるので、温度が低い場合には導電率が低くなる傾向
がある。

【００２１】さて、電解槽８に流れる電流は全て抵抗９
に流れるので、抵抗９の両端の電圧差を、差動増幅器な
どで求めれば、電解槽８に流れる電流値を検出すること
ができる。ここで、電圧検出回路１１の設定電圧１１の
設定電圧を高くして、スイッチングレギュレータの電圧
よりも、過電流による制限が働くようにすれば、電流検
出回路１０によってスイッチングレギレータの動作は、
内部抵抗の低い電圧源として動作し、且つ電流値が一定
となる電源を実現できる。

【００２２】従って、スイッチングレギレータの効率が
出力電流によらず、一定であることを考慮すると、電解
槽８に供給すべき電力を効率よく供給でき、消費電力の
少ない電解水生成器が実現できる。

【００２３】次に、本発明を適用した電解水生成器Ｂの
第二実施例を図２を用いて説明する。図２中、図１と異
なる構成は、比較回路１３と警報出力回路１４とだけで
あるので、図１と同一構成については同一番号を付し説
明を省略し、以下に比較回路１３と警報出力回路１４と
だけについて説明する。

【００２４】比較回路１３の２つの入力は電解槽８の電
圧と可変抵抗（図示せず）などで予め設定した電圧であ
る。電解槽８の電圧が上記可変抵抗で設定した電圧より
も低い場合、比較回路１３はＬレベルを出力する。

【００２５】ここで、導電率の非常に高い水が電解槽８
に流れると、電解槽８の電圧は低下する。例えば、５０
０μｓ／ｃｍ程度の水が入ると、通常の水（２００〜３
００μｓ／ｃｍ）に比べて電圧は半分程度に落ちる。ま
た、配管内の錆等の異物が電解槽８内に流れ込むと、電
解槽８の陽極と陰極（図示せず）との間隔、又は、電解
槽８の陽極と陰極との間に設けられた隔膜（図示せず）
と、電解槽８の陽極又は陰極との間隔は数ミリメートル
と狭いため、この異物が電解槽８に詰まったり、電解槽
８内部に残留してしまったりする。そして、この異物が
導電性を有していると、電解槽８は短絡状態となる。電
解槽８の短絡状態での抵抗は非常に小さいので電解槽８
の電圧は０ボルトに近くなる。したがって、この両者の
場合は、比較回路１３はＨレベルを出力することとな
る。このことは、比較回路１３がＨレベルを出力するこ
とは、導電率の非常に高い水や異物が電解槽８に入った
ことを示す。これにより、比較回路１３から警報出力回
路１４へは警報信号が供給され、警報出力回路１４は音
や光などで警報を発し、使用者に異常を報知する。

【００２６】尚、本実施例では、電解槽８に導電率の非
常に高い水や異物が入った場合には、警報出力回路１４
より報知するようになっているが、他の方法としては、
警報出力回路１４の代わりに電解槽８への電気の供給を
停止する電気供給回路を設けて、電解槽８に導電率の非
常に高い水や異物が入った場合には、電解槽８への電気
の供給を停止するようにして非常にｐＨの高い又は低い
アルカリイオン水又は酸性水が生成されるのを防止する
ようにしてもよい。

【００２７】次に、本発明を適用した電解水生成器Ｃの
第三実施例を図３を用いて説明する。図３中、図１と異
なる構成は、演算回路１５と電解強度切換回路１６とだ
けであるので、図１と同一構成については同一番号を付
し説明を省略し、以下に演算回路１５と電解強度切換回
路１６とだけについて説明する。

【００２８】演算回路１５は、電流検出回路１０の信号
を外部からの電解強度切換回路１６の信号に応じて分圧
したり昇圧したりする回路である。１／２及び１／４に
分圧するものとして説明する。演算回路１５が、電流検
出回路１０の信号を通常の電圧の１／２となるように分
圧すると、ＰＷＭ制御回路１２へは１／２の電圧しか供
給されないので、１／２の電流しか流れていないものと
ＰＷＭ制御回路１２が判断する。そのため、電流を増加
するようにＰＷＭ制御回路１２は動作する。実際には、
ＰＷＭ制御回路１２の入力が一定電圧となるまで、電流
が増加するので、電流値は通常の２倍で安定する。同様
に１／４に分圧すると、４倍の電流となる。従って、電
流値を設定するには、分圧比を変更できるようにすれば
よい。

【００２９】以上のように本第三実施例では、演算回路
１５の分圧比が離散値を取るように説明したが、分圧を
行うには抵抗２本で容易に実現できることから、１つの
抵抗をＦＥＴなどのアナログ的に抵抗値が可変できる素
子で置き換えることで、分圧比を連続的に変更できる。
このことは、設定電流を連続的に変更できることであ
る。

【００３０】また、本第一乃至第三実施例では、電流値
を検出して電流値を代える回路は、アナログ回路で構成
したが、一端電流や電圧値をデジタルに換えて、マイク
ロコンピュータで判断してＰＷＭを行う構成でも同様に
実現できる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１乃至請求項２記
載の電解水生成器は、前記電解槽の陽極と陰極との間に
流れる電流を検出する検出手段と、前記検出手段により
検出された電流値が予め定められた値になるように前記
電源回路から前記電解槽への印加電圧を制御する電圧制
御手段とを設けたので、水の導電率が変化しても電解槽
に流れる電流値は一定となるので、水の導電率が変化し
たとしても消費電力が増加したりｐＨが変動したりする
ことは無い。また、水の温度が変わって、水の導電率が
変わったとしてもｐＨを安定化することができる。

【００３２】また、請求項２記載の電解水生成器は、前
記電圧制御手段より前記電解槽への印加電圧値が予め定
められた電圧値に達した場合には、異常を検出する異常
検出手段を設けたので、電解槽に供給される水の中に金
属等の水よりも導電率の高い物質が混入した場合には、
異常検出手段により非常にｐＨの高い又は低いアルカリ
イオン水又は酸性水が生成されていることを検出でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例の電解水生成器Ａの概略構
成を示すブロック図を示す。

【図２】本発明の第二実施例の電解水生成器Ｂの概略構
成を示すブロック図を示す。

【図３】本発明の第三実施例の電解水生成器Ｃの概略構
成を示すブロック図を示す。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃ 電解水生成器 ８ 電解槽 ９ 本体上部 １０ 電流検出回路（検出手段） １１ 電圧検出回路 １２ ＰＷＭ制御回路（電圧制御手段） １３ 比較回路（異常検出手段） １４ 警報出力回路 １５ 演算回路 １６ 電解強度切換回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水を電気分解してアルカリイオン水、酸
   性水を得るための電解槽と、該電解槽の陽極と陰極に直
   流電圧を印加する電源回路とからなる電解水生成器にお
   いて、 前記電解槽の陽極と陰極との間に流れる電流を検出する
   検出手段と、 前記検出手段により検出された電流値が予め定められた
   値になるように前記電源回路から前記電解槽への印加電
   圧を制御する電圧制御手段と、 を設けたことを特徴とする電解水生成器。
2. 【請求項２】 前記電圧制御手段より前記電解槽への印
   加電圧値が予め定められた電圧値に達した場合には、異
   常を検出する異常検出手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１記載の電解水生成
   器。