(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流路に相臨んだ電極を設け、上記電極間に電圧を印加して通電し、上記電極間を流れる水の導電率を測定する測定装置であって、電極の一方を、ワンショットパルスを出力する回路に接続すると共に、他方の電極に抵抗およびコンデンサからなる充電回路、該充電回路の放電のリセット回路および測定制御回路が接続されているものにおいて、
上記測定制御回路は充電回路の出力電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと上記コンパレータの出力電圧保持時間と基準クロック周波数とを比較するゲートおよび比較結果をカウントする部材を備え、
出力電圧保持時間と基準クロック周波数との比較から上記水の導電率を算出することを特徴とする電解水の導電率測定制御回路。
【請求項２】
イオン透過性隔膜で分域され、陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室との陰陽電極間に陰陽直流電圧を印加し、連続して電解槽に流入した原水を電解する装置であって、上記測定装置を電解槽の流入側または／および吐出側に設置するものにおいて、
上記測定装置の出力を出力電圧保持時間に換算し、デジタル信号として基準クロック周波数と比較することを特徴とする請求項１記載の電解水の導電率測定制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水の導電率を測定するための測定装置の制御回路に関するものであり、更に詳述すると、原水を電解槽内に流入し、異極の電極間を通し電気分解することにより、酸性水とアルカリ水とに分離して吐水する電解水生成装置から吐出する吐水の安定化を図るため、電解前もしくは電解後の配管部に付設して原水もしくは吐水の導電率を測定する測定装置の制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
密閉された電解槽に連続的に原水を供給し、電解槽内のイオン浸透性隔膜を介して分域した陰陽極室に配設された陰陽電極間に直流電流もしくは脈流を印加通電し、水の電気分解およびイオン浸透作用を行い、陰極室には陰極水を、陽極室には陽極水を生成し、これを個別の吐出口から吐水する電解水生成装置がある。
【０００３】
電解水生成装置は原水中に溶解したイオンを電解質として通電し、陰極室にｐＨの高いアルカリ水を、陽極室にｐＨの低い酸性水を生成するが、原水、例えば、水道水中に含まれるカルシウムイオンやこれとは別にカルシウム補給のため添加したカルシウムイオンが電解により電荷を失い、陰電極、陰極室隔膜や陰極室吐水口に炭酸カルシウムや水酸化カルシウムとして堆積し陰陽電極間の通電を阻害する。
【０００４】
原水に含まれる電解質が変動するため、電解槽に流入する原水の電気伝導度が変動するばかりでなく、上記通電の阻害により電解槽自体の電解条件が変わるため、電解槽に印加する電流を恒常状態にしておいたとしても、常に所望のｐＨのアルカリ水もしくは酸性水が得られるとは限らない。一方、電解水生成装置使用者は上記アルカリ水は主として飲料用に供し、細胞はｐＨに対して敏感に反応するため常に所定のｐＨの吐水が得られることを望んでいる。
【０００５】
このため、イオン交換樹脂などを用いて電解槽に流入する原水中に含まれる特定溶解成分を除去して、電解槽に流入する原水の導電率を安定化したり、使用に先立つ期間や給水停止期間中に電解槽の電極に印加する電圧の極性を反転させる、いわゆる逆洗を頻繁に行って、堆積したカルシウムを溶解し、電極表面を再生すると共に、電極の劣化を防ぎ、指定するｐＨに従って、電極に常に同一電流が流れるように工夫している。
【０００６】
これとは別に、電解槽から吐水する陰陽極水の電気伝導度やｐＨなどを測定して、所望外の吐水を吐水口前で方向切換え弁を介して排水口に排水し、所望内の吐水のみを利用に供するようにした電解水生成装置もある。
【０００７】
このような電気伝導度の測定に供するため、水流路に２枚の金属板を相臨んで設け、電極とし、上記電極間に電圧を印加して通電し、上記電極間を流れる水の導電率を測定する測定装置がある。
図５はその一例を示す図で、同じ発明者による特願平８−１５７７４０号に示されているものである。
図５において、水流路１に２枚の電極２、３を相臨んで設ける。ここで、電極２は一方の電極、電極３は他方の電極と称する。この２電極の一方の電極２を、ワンショットパルス出力回路４と接続すると共に、他方の電極３にコンデンサ５と抵抗６からなる充電回路７、該充電回路７の放電用リセット回路８を形成し、導電率検出電圧としての制御電圧を出力する。１０、１１は電極２、３および充電回路７からの放電電流の逆流を防ぐダイオードである。また、コンデンサ１２は電解槽に通電した際、原水中に乗る交流電流（リップル）を取り除き、充電回路７に影響を与えないようにするための漏波回路である。
【０００８】
電解中に電極２、３に数秒（例えば５秒）おきにワンショットパルス出力回路４からパルスを繰り返して出力する。ワンショットパルスの幅は１０ｍ〜２０ｍｓｅｃの適当な時定数が選ばれる。
このワンショットパルスの発生に先立ち、上記充電回路７からの放電を促すリセット信号がリセット回路８に入力され、充電回路７のコンデンサ５に溜った電流はこのリセット時間中に放電される。
上記の結果、ワンショットパルス出力時点からリセットパルスの入力時点までの間にコンデンサ５に導電率検出電圧が保持されるので、これを制御電圧出力として制御出力回路９から取りだす。
【０００９】
このような装置において、リセット回路８をもって他方の電極３に接続した充電回路７の充電電流を一旦放電した後、水流路１に水が流れている状態でワンショットパルスのパルス幅を特定にしたパルスを一方の電極２に加えるとき、水流路１に流れている水は電解質を含むためある種の電気抵抗をもち、パルスは該電気抵抗相当分の電圧低下を起して充電回路７に充電される。導電率は上記電気抵抗相当分と略比例するので、制御電圧出力を測定することにより導電率を知ることができる。また、この知れた導電率から電解槽の陰陽電極に印加する電圧を可変して、所望する電解度の電解水を安定して得ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記制御電圧出力を得て、電解槽の陰陽電極に印加する手段として、制御電圧出力をアナログ的な増幅器を介して電解水を生成する電解槽の陰陽電極に印加する方法や、制御電圧出力を一旦Ａ／Ｄ変換した後マイクロコンピュータを介してその出力を制御手段に入力して整流回路のドライバを制御し、電解槽の陰陽電極に印加する方法などがあるが、アナログ的な増幅器を介する方法では精度および信頼性に難点があり、また、制御電圧出力を一旦Ａ／Ｄ変換した後マイクロコンピュータを介してその出力を制御手段に入力して整流回路のドライバを制御する通常の回路では経済性が低く、家庭用の電解水生成器には採用しにくいものである。
【００１１】
そこで本発明は、上記制御電圧出力と基準電圧とをコンパレータに入力して比較し、制御電圧出力保持時間とみなされるコンパレータの出力電圧保持時間を基準クロック周波数と対比することにより、水の導電率を正確に算出し、簡単な構成をもって有効な電解水の導電率測定制御回路を提供しようとするものである。この測定結果に基づく電流が電解槽に流れるので、電解槽は電解水生成器使用者の指定のｐＨに従って常時一定のｐＨの電解水を吐水することができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の電解水の導電率測定制御回路は、水流路に相臨んだ電極を設け、上記電極間に電圧を印加して通電し、上記電極間を流れる水の導電率を測定する測定装置であって、電極の一方を、ワンショットパルスを出力する回路に接続すると共に、他方の電極に抵抗およびコンデンサからなる充電回路、該充電回路の放電のリセット回路および測定制御回路が接続されているものにおいて、上記測定制御回路は充電回路の出力電圧と基準電圧とを比較するコンパレータと上記コンパレータの出力電圧保持時間と基準クロック周波数とを比較するゲートおよび比較結果をカウントする部材を備え、出力電圧保持時間と基準クロック周波数との比較から上記水の導電率を算出することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２の電解水の導電率測定制御回路は、イオン透過性隔膜で分域され、陰電極を挿入した陰極室と陽電極を挿入した陽極室との陰陽電極間に陰陽直流電圧を印加し、連続して電解槽に流入した原水を電解する装置であって、上記測定装置を電解槽の流入側または／および吐出側に設置するものにおいて、上記測定装置の出力を出力電圧保持時間に換算し、デジタル信号として基準クロック周波数と比較することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は図５に示した電解水の導電率測定装置を電解水生成装置の制御回路に適応した場合の図である。図５と同じ作用をする部材には同じ符号を付けると共に、重複する説明は省く。
【００１５】
図１において、発振器からの信号をカウントするカウンタ１３を介して、１サイクルの時間が規定され、カウンタ１３のＱ０からワンショットパルス時定数を設定するタイマ１４に信号が出力される。Ｒ１、Ｃ１はその時定数を決定する抵抗およびコンデンサである。他方、Ｑ６からはリセット回路のパルス時定数を設定するタイマ１５に信号が出力される。Ｒ２、Ｃ２はその時定数を決定する抵抗およびコンデンサである。これらは、動作タイミングチャートに従って作動する。タイマ１４の出力はスイッチ１６とダイオード１０を介して一方の電極２に通電される。他方、タイマ１５の出力は他方の電極３から充電回路７を介して、その出力を制御電圧出力としてコンパレータ８に入力する制御出力回路９に接続されたリセット回路のスイッチ１７に出力され、ダイオード１１を介して充電回路７に充電された電流を放電する。
【００１６】
ワンショットパルス幅を変えるとき、制御出力回路に出力される電圧が変化するが、電極構成が定まり、水温、Ｖｃｃを固定するとき、導電率検出電圧となる制御電圧出力と導電率との間に図２に示すようにリニアーな関係が得られる。このように、所定の時定数をとれば、制御電圧出力と導電率との間に略直線部分が得られ、制御電圧出力を測定することにより、容易に導電率を知ることができる。
【００１７】
測定制御回路２３として制御出力回路９にはコンパレータ１８が接続され、基準電圧発生装置１９の基準電圧と制御電圧出力が比較される。基準電圧は可変抵抗Ｒ３を可変することにより容易に変えることができる。基準電圧より制御電圧出力が高いとき、その出力はコンパレータ１８から出力するが、基準電圧より制御電圧出力が低いときは出力されず、上記出力する間の時間は出力電圧保持時間となりゲート２０で基準クロック２１と比較される。基準クロック２１として水晶発振器や分周器を介して処理したものやマイクロコンピュータのタイミングクロックも使用できる。比較されたデータはカウンター２２でタイマ１５の信号に関連されて数値データとして読み取られる。
【００１８】
このような周波数の比較やデータの読み取りはマイクロコンピュータのタイミングクロックと連動させて、ソフト的に行うこともできる。この場合も制御電圧出力をデジタル的に正確にカウントすることができるので、上記水の導電率を正確に算出することができる。
【００１９】
図３は図１に示した符号ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅにおける基準電圧と出力電圧保持時間および基準クロックとの関係を示す図である。
【００２０】
図３において、符号ａに示す制御電圧出力波形はタイマ１４の時定数に従う出力電圧保持時間をもって出力される。但し、制御電圧出力は前記したように、水流路１の導電率によって刻々変化する。符号ｂは充電回路７における放電電流波形、つまり、制御電圧出力であり、抵抗６に流れる電流のため時間と共に低下する。符号ｃはコンパレータ１８の出力電圧波形であり、コンパレータ１８で基凖電圧Ｖ１と比較される結果、電極間制御電圧出力の保持時間に比べてコンパレータ１８の出力電圧保持時間は基準電圧Ｖ１に移行するまでの時間分ｐ長くなり、例えば、１００ｍ／ｓとなる。この長くなった時間ｐは電極２、３の導電率検出電圧の関数としてとらえることができる。充電回路７の放電開始時間から基準電圧Ｖ１に至る時間ｑは同じ時間に動作する。例えば、マイクロコンピータのタイミングクロックなどと比較されカウントされる。即ち、このカウント数によって電極２、３の出力電圧が正確にデジタル的に処理することができる。
【００２１】
【実施例】
図４は本発明に関わる測定装置を電解水生成装置の電解槽流入側に配設した場合の図である。
【００２２】
図４において、電解水生成装置はイオン透過性隔膜３０で分域され、陰電極３１を挿入した陰極室３２と陽電極３３を挿入した陽極室３４との陰陽電極間に陰陽直流電圧供給回路３５をもって電圧を印加し、連続して電解槽３６に流入した原水を電解する。
この場合、電極２、３からなる測定装置２９を電解槽の流入側ライン３７に設置し、この出力を測定制御回路を含む制御手段３８を介して直流電圧供給回路３５に入力し、該直流電圧供給回路３５を制御するものである。なお、３９は活性炭や中空糸を充填した浄水器であるが、本発明では浄水器３９の存在によって測定装置２９の測定値は影響を受けることはない。
この結果、本発明に関わる導電率測定制御回路をもって測定された導電率をもって直流電圧供給回路３５が制御されるので、安定したｐＨの吐水を得ることができる。
【００２３】
図４においては、測定装置２９は電解槽の陰陽極室と接続する水流路の流入側に設けているが、電解槽の吐水側に設けてもよく、また、陰極室と接続する水流路や陽極室と接続する水流路に設けてもよい。いずれの場合も導電率に係る電圧は前述した測定制御回路を含む制御手段３８を介して直流電圧供給回路３５に入力され、電解槽の供給電圧の制御に使用される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の電解水の導電率測定制御回路は、制御電圧出力と基準電圧をコンパレータに入力し、出力電圧保持時間を得、基準クロック周波数と比較することにより、水の導電率を正確に算出するもので、構成回路が簡単で経済性が高いばかりか、安定に動作することができる。
【００２５】
本発明に関わる導電率測定制御回路を電解水生成装置に適応した場合、簡単な構成をもって信頼性の高い電解水の導電率測定制御回路が得られ、この測定結果に基づく電流が電解槽に流れるので、電解槽は電解水生成器使用者の指定ｐＨに従って常時一定のｐＨの電解水を吐水することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図５に示した電解水の導電率測定装置を本発明に関わる電解水生成装置の制御回路に適応した場合の図である。
【図２】導電率測定装置の電極間制御電圧出力と導電率間の関係を示す図である。
【図３】図１に示した符号ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅにおける基準電圧と出力電圧保持時間および基準クロックとの関係を示す図である。
【図４】本発明に関わる測定装置を電解水生成装置の電解槽流入側に配設した場合の図である。
【図５】電極間に電圧を印加して通電し、上記電極間を流れる水の導電率を測定する測定装置の図である。
【符号の説明】
２  電極
３  電極
７  充電回路
８  リセット回路
９  制御出力回路
１３  カウンタ
１４  タイマ
１５  タイマ
１６  スイッチ
１７  スイッチ
１８  コンパレータ
１９  基凖電圧発生装置
２０  ゲート
２１  基準クロック
２２  カウンター
２３  測定制御回路
【図１】
0003631347.tif 000002
【図２】
0003631347.tif 000003
【図３】
0003631347.tif 000004
【図４】
0003631347.tif 000005
【図５】
0003631347.tif 000006