(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽に水を流入させ、電解槽内に配置された電極間に電圧を印加して水を電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置において、
（ａ）外部からの設定電圧値の指令信号と電源部の出力電圧値とが入力されるように形成され、この二つの入力値の差に対応する電圧値制御信号を生成して出力する機能を備える電圧値制御用誤差増幅器
（ｂ）外部からの設定電流値の指令信号と電解槽に通電する電流値とが入力されるように形成され、この二つの入力値の差に対応する電流値制御信号を生成して出力する機能を備える電流値制御用誤差増幅器
（ｃ）電圧値制御用誤差増幅器から出力される電圧値制御信号と、電流値制御用誤差増幅器から出力される電流値制御信号とが入力されるように形成され、電極間に印加する出力電圧を生成すると共に前記二つの制御信号に基づいて出力電圧値を変更する機能を備える電源部
（ｄ）電源部にて生成される出力電圧を降圧して制御用の一定電圧を生成させる制御電源部、及び
（ｅ）設定電圧値の指令信号を電圧値制御用誤差増幅器へ、設定電流値の指令信号を電流値制御用誤差増幅器へ、それぞれ出力する機能と、電解槽に通電を行う作動モード時において設定電圧値と設定電流値との組み合わせを段階的に切り替える機能と、電解槽に通電を行わない待機モード時には制御電源部にて生成される制御用の一定電圧と最も近似する設定電圧値が選択されるように設定電圧値と設定電流値の組み合わせを変更する機能とを備え、制御電源部にて生成される一定電圧の供給を受けて駆動する制御部
を具備して成ることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
制御部から出力される点灯指令に基づいて点灯する複数の表示灯を備え、制御部は待機モード時には特定の表示灯の点灯を行わないように制御指令を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
制御部から出力される点灯指令に基づいて点灯する複数の表示灯を備え、制御部は待機モード時には特定の表示灯の輝度を低下させるように制御指令を出力するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を電気分解することにより電解水を生成することができる電解水生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電解水生成装置としては、水道水等の原水を浄化槽で浄化した後、電解質添加部に供給してカルシウム塩等の電解質を添加し、更に電解槽に供給して電解して、酸性イオン水やアルカリイオン水を装置外部に吐出するものがある。
【０００３】
このような従来から一般的に行われている電解水生成装置における電圧制御手段としては、電解用電圧を生成する電源部と、制御用電圧を生成する電源部とが別個に設けられた二電源方式のものと、単一電源から電解用電圧と制御用電圧とを生成させる単一電源方式のものとがある。このうち、二電源方式のものでは、電源部が大きくなり、またコストもかかってしまうという問題があることから、単一電源方式が採用される場合が多い。
【０００４】
しかし、単一電源方式では、電源部において生成された電解用電圧を降圧させて制御用電圧を生成するものであるが、このとき電圧を大幅に降圧させる必要があり、降圧用の回路素子の発熱量が大きくなって装置寿命が短くなるおそれがあり、また消費電力が大きくなるという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、小型化、製造コストの低コスト化が可能であり、且つ装置寿命の向上と消費電力の低減とを図ることができる電解水生成装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る電解水生成装置は、電解槽６２に水を流入させ、電解槽６２内に配置された電極６６，６７間に電圧を印加して水を電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置１において、
（ａ）外部からの設定電圧値の指令信号と電源部７７の出力電圧値とが入力されるように形成され、この二つの入力値の差に対応する電圧値制御信号を生成して出力する機能を備える電圧値制御用誤差増幅器７９
（ｂ）外部からの設定電流値の指令信号と電解槽６２に通電する電流値とが入力されるように形成され、この二つの入力値の差に対応する電流値制御信号を生成して出力する機能を備える電流値制御用誤差増幅器８０
（ｃ）電圧値制御用誤差増幅器７９から出力される電圧値制御信号と、電流値制御用誤差増幅器８０から出力される電流値制御信号とが入力されるように形成され、電極６６．６７間に印加する出力電圧を生成すると共に前記二つの制御信号に基づいて出力電圧値を変更する機能を備える電源部７７
（ｄ）電源部７７にて生成される出力電圧を降圧して制御用の一定電圧を生成させる制御電源部７８、及び
（ｅ）設定電圧値の指令信号を電圧値制御用誤差増幅器７９へ、設定電流値の指令信号を電流値制御用誤差増幅器８０へ、それぞれ出力する機能と、電解槽６２に通電を行う作動モード時において設定電圧値と設定電流値との組み合わせを段階的に切り替える機能と、電解槽６２に通電を行わない待機モード時には制御電源部７８にて生成される制御用の一定電圧と最も近似する設定電圧値が選択されるように設定電圧値と設定電流値の組み合わせを変更する機能とを備え、制御電源部７８にて生成される一定電圧の供給を受けて駆動する制御部７６
を具備して成ることを特徴とするものである。
【０００７】
この電解水生成装置は、制御部７６から出力される点灯指令に基づいて点灯する複数の表示灯を備え、制御部７６は待機モード時には特定の表示灯の点灯を行わないように制御指令を出力するものであることが好ましい。
【０００８】
また、制御部７６から出力される点灯指令に基づいて点灯する複数の表示灯を備え、制御部７６は待機モード時には特定の表示灯の輝度を低下させるように制御指令を出力するものであることも好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
本発明に係る電解水生成装置１の一例として、以下、電解水生成装置１をアルカリイオン整水器として構成した例で説明する。
【００１１】
図４に示す電解水生成装置１の装置上面には、使用者が浄水、生成するアルカリ性イオン水、酸性イオン水の各モードの設定等の指令を入力及び表示をするための表示操作部２１が形成されている。また、電解水生成装置１の上部から、生成されたアルカリ性イオン水が吐出される吐水パイプ３が引き出されて設けられている。更に、電解水生成装置１上面には、電解質添加部５０を開閉する添加筒キャップ５３が露出して配設されている。
【００１２】
図３に電解水生成装置１の配管系統図を示す。
【００１３】
先ず、電解水生成装置１の構成について説明する。図３に示すように電解水生成装置１には、浄水カートリッジ４、流量センサ６０、電解質添加部５０及び電解槽６２が内装されている。
【００１４】
浄水カートリッジ４は、導入された水を浄化するものであり、活性炭やイオン交換樹脂等の浄化剤６が充填された吸着浄化槽１５と、吸着浄化槽１５よりも下流側に配設され、中空糸膜等の濾過膜５が内装された濾過槽１６とから構成されている。
【００１５】
浄水カートリッジ４の吸着浄化槽１５の上流側端部（図中では下端部）には、浄水カートリッジ４に供給される水の流入口１８が形成されており、濾過槽１６の下流側端部（図中では上端部）には、浄水カートリッジ４から導出される水の流出口１９が形成されている。
【００１６】
電解質添加部５０は、円筒形状の外筒５１の内部に、電解質を保持する内筒５２が配設されており、この内筒５２内には塩化カルシウム、乳酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム等のカルシウム塩や、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の電解質が充填される。また外筒５１の上部開口には添加筒キャップ５３が着脱自在に取付けられている。ここで、外筒５１と添加筒キャップ５３とは、Ｏリングを介して嵌合されて水密構造となっており、また添加筒キャップ５３の嵌合を脱離して内筒５２を取り出し、電解質の補充ができるようになっている。
【００１７】
電解質添加部５０の外筒５１の下端面には、電解質添加部５０に供給される水の流入口５４が形成されている。また電解質添加部５０の外筒５１の側面には、電解質添加部５０から導出される水の流出口として上部流出口９３と下部流出口９２とが形成されている。ここで上部流出口９３は外筒５１の側面の上部に、下部流出口９２は外筒５１の側面の最下端にそれぞれ形成されており、上部流出口９３の開口面積は、下部流出口９２の開口面積よりも大きくなるように形成されている。この上部流出口９３と下部流出口９２の開口面積の比は適宜設定されるが、例えば下部流出口９２の開口面積を上部流出口９３の開口面積の０.１倍とするものである。
【００１８】
電解槽６２の内部は、容器内部が電解隔膜６３によって陽極室６４と陰極室６５に仕切られており、陽極室６４には陽極６６、陰極室６５には陰極６７が配置されている。ここで、図示の例では、陽極室６４は容器内奥に形成されると共に、陰極室６５は陽極室６４の周りを取り囲むように形成されており、陰極６７は電解隔膜６３を介して陽極６６を取り囲むように円筒状に形成されている。従って、陰極室６５は電解槽６２の容器の外殻と電解隔膜６３とによって囲まれた空間で形成され、一方、陽極室６４は電解隔膜６３のみによって囲まれた空間にて形成されている。この陰極６７及び陽極６６は、この電極６６，６７間に電圧を印加するための電源部に接続されている。
【００１９】
電解槽６２の容器の外装には、水の排出口として排出口７０と水抜口９８とが形成されており、排出口７０は、容器の上端面に、電解隔膜６３にて形成された連通路２３を介して陽極室６４と連通するように形成され、水抜口９８は容器の側面の最下端に陰極室６５と流路を介さず直接連通して形成されている。またこの容器の外装には、陰極室６５から供給される水の流出口６９が、容器の上端面に陰極室６５と流路を介さず直接連通するように形成されており、この流出口６９は、空気取入口２２を兼ねるものとして形成されている。ここで、水抜口９８の開口面積は、流出口６９の開口面積よりも小さくなるように形成するものである。この開口面積の比は装置により適宜設定されるが、例えば水抜口９８の開口面積を、流出口６９の開口面積の約０．１倍とするものである。
【００２０】
更にこの電解槽６２の容器の外装には、電解槽６２へ供給される水の流入口として、流入口６８とバイパス口９７とが形成されている。この流入口６８とバイパス口９７とは、後述するように、水の流入口としての機能だけではなく空気の流通口としての機能も有する。流入口６８は電解槽６２の容器の側面下部に、水抜口９８よりも上方の位置に形成されており、陰極室６５と陽極室６４の双方に連通している。ここで、流入口６８はその開口の上方側において、電解隔膜６３にて構成される連通路２４を介して陽極室６４と連通し、開口の下方側において陰極室６５と流路を介さず直接連通している。一方、バイパス口９７は、電解槽６２の容器の側面の中程に、流入口６８よりも上方位置に形成され、従って水抜口９８よりも上方に形成されている。このバイパス口９７は電解槽６２の陰極室６５のみに連通している。
【００２１】
上記のようにして構成される電解槽６２においては、電解槽６２の容器の外装に空気取入口２２（流出口６９）と水抜口９８とを陰極室６５に連通するように形成したものであり、電解槽６２の容器の外装に形成された空気取入口２２と水抜口９８とが電解槽６２内に別途に流路を形成することなく直接に電解槽６２内に連通されて、電解水生成装置１の構成が簡便に成るものとなっている。
【００２２】
ここで、電解質添加部５０は、電解槽６２の流入口６８及びバイパス口９７よりも上方に配設されており、そのため、電解質添加部５０に形成されている流入口５４、上部流出口９３及び下部流出口９２は、いずれも、流入口６８及びバイパス口９７よりも上方に配置されている。
【００２３】
次に、電解水生成装置１に関する配管構成を説明する。
【００２４】
水道の蛇口等の給水栓７と、電解水生成装置１の給水口２とは、給水ホース８によって接続されている。
【００２５】
電解水生成装置１内部においては、給水口２から導出された取水流路９は、浄水カートリッジ４の吸着浄化槽１５の下部に流入口１８にて接続されている。
【００２６】
浄水カートリッジ４の濾過槽１６の流出口１９から導出された給水流路１７の配管途中には、給水流路１７における水の流量を測定する流量センサ６０が配設されている。この流量センサ６０は、例えばバネ力によって水流とは反対方向の回動力が付勢された回動自在な羽体と、この羽体が給水流路１７を流通する水の流圧によってバネ力に抗して回動された際の、その回動角度を測定する角度センサとによって構成されたものを用いることができる。給水流路１７の下流側は、給水主流路１４とバイパス流路１０とに分岐されている。ここで、バイパス流路１０の流方向と直交する断面積は、給水主流路１４の流方向と直交する断面積よりも小さくなるように形成されるものであり、例えばバイパス流路１０の流方向と直交する断面積を、給水主流路１４の流方向と直交する断面積の約０．１倍に形成するものである。
【００２７】
給水主流路１４の下流側は電解質添加部５０の流入口５４に接続されており、バイパス流路１０の下流側は電解槽６２のバイパス口９７に接続されている。ここで、給水主流路１４は給水流路１７の分岐点から上方に引き出されて流入口５４と接続されている。一方、バイパス流路１０は給水流路１７の分岐点から側方に略水平に引き出されてバイパス口９７に接続され、電解槽６２の流入口６８よりも高い位置に配設されている。
【００２８】
電解質添加部５０の上部流出口９３からは、主供給路１３が下方に向けて導出され、また電解質添加部５０の下部流出口９２からは副供給路１２が側方に向けて略水平に導出されている。主供給路１３と副供給路１２の流方向と直交する断面積の関係は、上部流出口９３と下部流出口９２との開口面積の関係と同様に、主供給路１３の方が副供給路１２よりも大きくなるように形成されている。この主供給路１３と副供給路１２は下流側において合流し、合流されて形成された添加水供給流路１１の下流側は下方に導出されて、電解槽６２の流入口６８に接続されている。この添加水供給流路１１の流方向と直交する断面積は、上記のバイパス流路１０の流方向と直交する断面積よりも大きくなるように形成されている。
【００２９】
電解槽６２の流出口６９からは吐水パイプ３が上方に向けて導出されており、この吐水パイプ３は装置外部に導出され、その下流側の先端は外部に向けて開口されている。また電解槽６２の排出口７０からは排出管７２が上方から側方、更に下方に向けて導出されており、更にこの排出管７２は装置外部に導出され、その先端は外部に向けて開口されている。また電解槽６２の水抜口９８からは、滞留水排出流路２０が側方に向けて導出されており、その下流側の端部が排出管７２の配管途中に合流するように接続されている。この滞留水排出流路２０の流方向と直交する断面積は、吐水パイプ３の流方向と直交する断面積よりも小さくなるように形成されている。
【００３０】
次に、本発明の電解水生成装置１の表示操作部２１の構成について説明する。
【００３１】
表示操作部２１は図５に示すように、選択したモードを示すように、選択モードを表示する表示灯４０や電極洗浄中を表示する電極洗浄中ランプ４６等により構成してある。
【００３２】
図５に示す表示操作部２１では、電解モードを表示する表示灯４０としては複数のモードに応じて複数個設けてあり、弱酸性イオン水生成モード用の表示灯４０ａ、アルカリイオン水のレベル１生成モード用の表示灯４０ｂ、アルカリイオン水のレベル２生成モード用の表示灯４０ｃ、アルカリイオン水のレベル３生成モード用の表示灯４０ｄ、浄水モード用の表示灯４０ｅがある。これらの電解モードを表示する表示灯４０は、電解モードを切替選択するための各スイッチの形成位置に形成されており、いずれかのスイッチを押すと、そのモードが選択されると共に、対応する表示灯４０が点灯するようになっている。
【００３３】
また、表示操作部２１には、浄水カートリッジ４の交換時期をレベルメータ的に表示する表示灯４７も設けられている。この表示灯４７としては、交換前の浄水カートリッジ４の使用中における、電解水生成器内を流通した水の流量の累積量を段階的に表示する複数の表示灯４７ａ，４７ｂ，４７ｃと、この水の流量の累積量が所定値に達した場合に点灯して浄水カートリッジ４の交換が必要であることを表示する表示灯４７ｄとが設けられている。
【００３４】
次に、本発明の電解水生成装置１の使用方法を、アルカリイオン水の生成時の動作を例に挙げ、図３の配管系統図に基づいて説明する。なお、図３において水の流れを実線矢印で示して表示してある。
【００３５】
まず使用者は装置上面の表示操作部２１上のアルカリイオン水のレベル１の表示灯４０ｂの形成位置に設けられたスイッチを押してモードを選択する。この状態で給水栓７が解放して水道水等の原水を給水ホース８を通じて電解水生成装置１の給水口２へ供給する。
【００３６】
このとき、給水口２に送り込まれた原水は、取水流路９を通じて流入口１８から浄水カートリッジ４へ送られ、吸着浄化槽１５の浄化剤６にて、残留塩素、かび臭、トリハロメタン、農薬等が除去される。続いて濾過槽１６の濾過膜５を通過することにより濾過されて微細な濁りや細菌等が除去される。このように原水を、浄水カートリッジ４内を通過させて濾過することにより、原水が浄水処理されて浄水が生成される。
【００３７】
生成された浄水は、流出口１９から給水流路１７に流出するが、この給水流路１７を流通する際に流量センサ６０を通過する。
【００３８】
給水流路１７を流通する浄水は給水主流路１４を通じて流入口５４から電解質添加部５０に供給される。
【００３９】
電解質添加部５０に供給された浄水には、溶解した電解質が付与される。電解質を付与された水は、上部流出口９３から主供給路１３を介して、添加水供給流路１１に流入し、流入口６８から電解槽６２の陰極室６５及び陽極室６４に供給される。このとき電解質添加部５０内には、上部流出口９３の形成位置まで水が供給された後にこの水が主として上部流出口９３から流出されることとなり、電解質添加部５０内にてある程度滞留して電解質が充分に付与された水が電解質添加部５０から流出される。
【００４０】
このとき、浄水カートリッジ４内を通過した浄水は電解質添加部５０を通過してから電解槽６２へ供給されることとなり、電解槽６２に供給される水中の電解質濃度が充分に確保されることとなって、電解槽６２における電気分解が効率よく行なわれることとなる。
【００４１】
そして、電気分解によって、陰極室６５でアルカリ性イオン水が生成されると共に、陽極室６４で酸性イオン水が生成される。陰極室６５で生成されたアルカリ性イオン水は、流出口６９から吐水パイプ３に流入し、装置外部に導出される。一方、陽極室６４で生成された酸性イオン水は、排出口７０を通じて排出管７２から装置外に排出されるものである。
【００４２】
尚、上記動作において、電解槽６２において印加される電圧の向きを逆向きにすると、陰極室６５が陽極室としての機能を果たして酸性イオン水が生成されると共に、陽極室６４が陰極室としての機能を果たしてアルカリ性イオンが生成される。このときは酸性水が流出口６９から吐水パイプ３に流入して装置外部に導出され、アルカリ水が排出口７０を通じて排出管７２からイオン水生成装置外に排出されるものである。
【００４３】
ここで、本発明の特徴である電流電圧制御について説明する。以下に、図面に基づいて電流電圧制御を説明するが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
図１は本発明における回路構成の一例を示すものである。
【００４５】
ＩＣチップ等で構成される制御部７６には、設定電圧値と設定電流値の複数組みの組み合わせが記憶されており、後述する動作に従って、設定電圧値と設定電流値との組み合わせを選択し、設定電圧値の指令信号と設定電流値の指令信号とを出力する。また、この制御部７６には、流量センサ６０からの検知結果に基づく出力信号が入力されて、この検知結果に基づいて、電解槽６２における通電を開閉する電界効果トランジスタ等で構成されるスイッチ８７を開閉制御する制御信号を出力する。また、制御部７６は、この流量センサ６０から入力される出力信号に基づいて待機モードと作動モードとを選択するものであり、流量センサ６０において水の流通が検知されない場合は、制御部７６は待機モードを選択し、流量センサ６０にて水の流通が検知される場合には、制御部７６は作動モードを選択する。また、表示操作部２１に設けられた各種表示灯の点灯を制御する制御信号も出力する。
【００４６】
電源部７７は、スイッチング電源回路等から構成され、家庭用交流電源等から供給される交流電圧を変圧・整流して、後述する動作に従い直流の出力電圧を生成する。この出力電圧は、電解槽６２の電極６６，６７間を通電する電流の経路に接続されるものであり、この電流の経路は、電源部７７から電解槽６２、スイッチ８７を直列に経由し、検出用抵抗８２を介して接地されている。
【００４７】
また、この電源部７７にて生成される出力電圧を降圧して制御部７６の駆動用及び表示灯の点灯用のための電圧を生成する制御電源部７８が設けられている。この制御電源部７８は、直列制御型の安定化電源回路にて構成され、例えば図２に示すような回路構成を有している。ここでは、トランジスタ９０（パワートランジスタ）はコレクタ−ベース間に抵抗が接続されると共にベースにツェナーダイオード９１が接続されている。このトランジスタ９０のコレクタには、電源部７７からの出力電圧が接続され、ベース−エミッタ間が平滑コンデンサ９５の両端電圧に接続されており、エミッタと平滑コンデンサ９５との接続点から１２Ｖの電圧が出力されるようになっている。またトランジスタ９０のベース−エミッタ間は３端子レギュレータ９４を介して他の平滑コンデンサ９６の両端電圧に接続されており、３端子レギュレータ９４と他の平滑コンデンサ９６との接続点から５Ｖの電圧が出力されるようになっている。
【００４８】
制御部７６から出力される設定電圧値の指令信号は、電圧値制御用誤差増幅器７９の反転入力端子に入力される。また、電源部７７の出力電圧と電解槽６２と接続する経路から分岐された分岐経路は、二つの直列の抵抗８３，８４を介して接地され、この二つの抵抗８３，８４間の接続点が電圧値制御用誤差増幅器７９の非反転入力端子と、制御部７６とに接続されており、これにより電源部７７の出力電圧が所定割合に分配され、この分配電圧が非反転入力端子と制御部７６とに入力される。
【００４９】
電圧値制御用誤差増幅器７９は、上記の二つの入力値の差、すなわち電源部７７における出力電圧値（電解槽６２の電極６６，６７間の印加電圧値）と設定電圧値との差に対応する電圧値制御信号を生成し、ダイオード８８を介して電源部７７に出力する。このとき電圧値制御用誤差増幅器７９の出力極性は、出力電圧値が設定電圧値よりも大きい場合にのみ、電圧値制御信号がダイオード８８を通過して電源部７７に入力されるように、設定されるものであり、出力電圧値が設定電圧値よりも大きい場合にのみ、その差に対応する電圧値制御信号が制御部７６に入力されるようにしている。また制御部７６は入力される前記の分配電圧に基づいて、出力電圧値を監視する。
【００５０】
また、制御部７６から出力される設定電流値の指令信号は、電流値制御用誤差増幅器８０の反転入力端子に入力される。また、電解槽６２の電極６６，６７間を通電する電流の経路は、スイッチ８７と検出用抵抗８２との間において、増幅器８１を介して制御部７６と、電流値制御用誤差増幅器８０の非反転入力端子に接続され、制御部７６と電流値制御用誤差増幅器８０に、電解槽６２を通電する電流値に対応した入力信号が入力される。このとき、増幅器８１は反転入力端子と出力端子との間が抵抗８５にて接続され、また非反転入力端子は抵抗８６を介して接地されており、スイッチ８７と検出用抵抗８２との接続点は、増幅器８１の非反転入力端子に接続されている。そして増幅器８１からの出力は、制御部７６と、電流値制御用誤差増幅器８０の非反転入力端子とに入力されるようになっている。この増幅器８１と電流値制御用誤差増幅器８０とによって、電解槽６２に通電する電流値が設定電流値となるように電源部７７における出力電圧値を制御する定電流制御器が構成されている。
【００５１】
電流値制御用誤差増幅器８０は、上記の二つの入力値の差、すなわち電解槽６２を通電する電流値と設定電流値との差に対応する電流値制御信号を生成して、ダイオード８９を介して電源部７７に出力する。このとき電流値制御用誤差増幅器８０の出力極性は、電解槽６２を通電する電流値が設定電流値よりも大きい場合にのみ、電流値制御信号がダイオード８９を通過して電源部７７に入力されるように、設定されるものであり、電解槽６２を通電する電流値が設定電流値よりも大きい場合にのみ、その差に対応する電流値制御信号が制御部７６に入力されるようにしている。また制御部７６は入力される前記の電流値と対応した入力信号に基づいて、電解槽６２を通電する電流値を監視する。
【００５２】
また、電圧値制御信号と電流値制御信号とは、それぞれダイオード８８，８９を介した後に合流して電源部７７に入力されるようになっており、電源部７７は、電圧値制御信号と電流値制御信号とが共に電源部７７に入力されない状態で、最も高い値の出力電圧を生成する。また、出力電圧値が設定電圧値を上回ることにより電源部７７に電圧値制御信号が入力された際には、この電圧値制御信号に基づいて出力電圧値を低減し、電解槽６２に通電する電流値が設定電流値を上回ることにより電源部７７に電流値制御信号が入力された際には、この電流値制御信号に基づいて出力電圧値を低減する。
【００５３】
以下に、制御部７６による、電流電圧制御動作を説明する。
【００５４】
前述のように、流量センサ６０にて水の流通が検知される場合には、制御部７６は作動モードを選択し、スイッチ８７を閉じるように制御して電解槽６２の電極６６，６７間に通電を生じさせる。このとき、制御部７６は、出力電圧値を監視し、出力電圧値が設定電圧値未満である場合には、設定電圧値と設定電流値との組み合わせを変更せずに維持する。
【００５５】
また、出力電圧値が設定電圧値に達している場合には、制御部７６は設定電圧値と設定電流値との組み合わせを変更する。ここで、制御部７６に記憶されている設定電圧値と設定電流値との組み合わせは複数段階に設定されており、ある段階の組み合わせにおける設定電圧値よりも次の段階の組み合わせにおける設定電圧値が高くなり、かつある段階の組み合わせにおける設定電流値が次の段階の組み合わせにおける設定電流値と同一又はそれよりも大きくなるように設定され、電源部７７のトランスの最大定格を超えないように設定されている。制御部７６は、設定電圧値と設定電流値との組み合わせを変更する場合には、そのとき選択されている段階の次の段階へと変更するようにし、この設定値の変更は、最終段階の組み合わせを限度として行われる。
【００５６】
具体的な例を挙げると、設定電圧値と設定電流値との組み合わせが、例えば１５Ｖと２．５Ａ（第一段階）、２３Ｖと２．５Ａ（第二段階）、３３Ｖと２．１Ａ（第三段階）、４０Ｖと１．８Ａ（第四段階）という、四段階の組み合わせである場合、作動モード時には、制御部７６はまず第一段階の組み合わせを選択して、電源部７７の出力電圧値を制御する。
【００５７】
第一段階の組み合わせが選択されている場合、例えば電解槽６２内の水が海岸沿い地域などにおける水のように、電気伝導率が１０００μＳ／ｃｍ程度であれば、出力電圧値が設定電圧値未満となると共に、電解槽６２を通電する電流値が設定電流値と同一となり、制御部７６はこの第一段階の組み合わせを切り替えずに維持する。
【００５８】
また、電気伝導率１５０μＳ／ｃｍの一般的な水道水のように、第一段階の設定電圧と同一の電圧を印加しても通電する電流値が設定電流値に満たない場合は、出力電圧値は設定電圧値と同一となり、このとき、制御部７６は、設定電圧値と設定電流値との組み合わせを第二段階に切り替える。
【００５９】
第二段階の組み合わせが選択されている場合、例えば電解槽６２内の水がミネラル分が豊富な土壌の地域などの水のように、電気伝導率が６００μＳ／ｃｍ程度であれば、出力電圧値が設定電圧値未満となると共に、電解槽６２を通電する電流値が設定電流値と同一となり、上記の場合と同様に制御部７６はこの第二段階の組み合わせを切り替えずに維持する。
【００６０】
また、電気伝導率１５０μＳ／ｃｍの一般的な水道水のように、第二段階の設定電圧と同一の電圧を印加しても通電する電流値が設定電流値に満たない場合、電源部７７からの出力電圧値は設定電圧値と同一となり、制御部７６は、設定電圧値と設定電流値との組み合わせを第三段階に切り替える。
【００６１】
第三段階の組み合わせが選択されている場合、例えば電解槽６２内の水が地下水を水源とする地域などの水のように、電気伝導率が３００μＳ／ｃｍ程度であれば、出力電圧値（電解槽６２の電極６６，６７間の印加電圧値）が設定電圧値未満となると共に、電解槽６２を通電する電流値が設定電流値と同一となり、制御部７６はこの第三段階の組み合わせを切り替えずに維持する。
【００６２】
また、電気伝導率１５０μＳ／ｃｍの一般的な水道水のように、第三段階の設定電圧と同一の電圧を印加しても通電する電流値が設定電流値に満たない場合、出力電圧値は設定電圧値と同一となり、制御部７６は、設定電圧値と設定電流値との組み合わせを第四段階に切り替える。
【００６３】
第四段階の組み合わせが選択されている場合、例えば電気伝導率１５０μＳ／ｃｍの一般的な水道水では、出力電圧値が設定電圧値未満となる共に、電解槽６２を通電する電流値が設定電流値と同一となり、制御部７６はこの第四段階の組み合わせを切り替えずに維持する。
【００６４】
このような電源部７７における出力電圧値の制御を行うと、図７に示される水の電気伝導度と、電解槽６２への出力電圧値及び通電する電流値との関係のように、出力電圧値を設定電圧値未満に維持しながら、設定電流値と同一の値の電流を、電解槽６２に通電することができるものである。
【００６５】
上記のような、制御部７６における設定電圧値と設定電流値の切替動作は、設定電圧値と設定電流値の組み合わせが維持される状態となるまで、一定時間（例えば０．１秒）ごとに一段階ずつ行うようにする。
【００６６】
また、電解槽６２内の水の電解が進行することによる電気伝導度の変動に対応するためには、設定電圧値と設定電流値の組み合わせが維持された後、一定時間（例えば５秒）経過したら、制御部７６は再び設定電圧値と設定電流値の切替動作を行うようにする。このとき、制御部７６は設定電圧値と設定電流値の組み合わせを第一段階まで切り替えてから切替動作を行うようにしても良いが、急激な出力電圧値の変動を避けるためには、設定電圧値と設定電流値の組み合わせを一段階前の状態に切り替えてから切替動作を行うようにすることが好ましい。
【００６７】
一方、前述のように、流量センサ６０にて水の流通が検知されない場合には、制御部７６は待機モードを選択し、スイッチ８７を開くように制御して電解槽６２の電極６６，６７間に通電が生じないようにする。
【００６８】
この待機モードでは、制御部７６は設定電圧値と設定電流値との組み合わせを、設定電圧値が制御電源部７８における出力電圧値より高い範囲でこれに最も近似する値となるように切り替えて、待機モードが選択されている間はこの設定電圧値と設定電流値との組み合わせを維持する。制御部７６に記憶されている設定電圧値は、通常は全て制御電源部７８における出力電圧値より高いので、制御部７６は設定電圧値が最も小さくなる第一段階の設定値の組み合わせを選択する。
【００６９】
このとき、電解槽６２を通電する電流値は０となるが、設定電流値よりも電解槽６２を通電する電流値が小さい場合には制御部７６に電流値制御信号が入力されないため、電源部７７における出力電圧値は、設定電圧値と同一になる。
【００７０】
このような電源部７７からの出力電圧値の制御を行えば、この出力電圧を降圧して制御用の電圧を発生させる制御電源部７８における電圧の降圧量が最も小さくなって、待機モードにおける制御電源部７８での降圧動作に伴う発熱量を低減して装置寿命を長期間化することができ、またこの待機モードにおける消費電力を低減することもできる。ここで、仮に待機モードでの設定電圧値がより大きい値となっていると、電源部７７からの出力電圧値と制御電源部７８からの出力電圧値との差が大きくなって、制御電源部７８での降圧量が大きくなり、降圧動作に伴う発熱量が増大してしまって装置寿命が短くなったり、また電源部７７からの出力電圧値が高いことから消費電力量が大きくなってしまう。
【００７１】
ここで、通常は電解水生成装置１にて電解水の生成を行うのは、一日あたり数分程度の非常な短時間であって、制御部７６は、作動モードを選択している時間よりも、待機モードを選択している時間の方が遙かに長いものである。従って、このようにより長時間を占める待機モード時において、上記のような、制御電源部７８の発熱の抑制と、電力消費量の抑制とがなされることにより、装置寿命の長期化と省エネルギー化に、著しい効果が得られるものである。
【００７２】
図６は、上記のようにして電源部７７における出力電圧値の制御を行う場合の、制御部７６における設定電圧値の段階的な変化の様子の一例を示すものである。ここでは、まず待機モードにおいて第一段階の設定値の組み合わせが選択されており、設定電圧値は最も低い値となっている。この状態から、流量センサ６０にて水の流通が検知されて作動モードに切り替えられ、水の電解が開始されると、最初は第一段階の設定値の組み合わせとなっており、次いで第四段階の設定値の組み合わせまで順次切り替えられる。そして、流量センサ６０にて水の流通が検知されなくなると、再び待機モードに切り替えられて、第一段階の設定値の組み合わせが選択されるようになる。
【００７３】
また、上記のように制御部７６は表示操作部２１における表示灯の点灯を制御するものであるが、待機モードにおいては、特定の表示灯の点灯を行わないように表示操作部２１に制御指令を出力するようにして、待機モードで必要とされない表示灯の点灯を行わないようにすることが好ましい。
【００７４】
例えば、表示操作部２１の表示灯のうち、電解水生成器内を流通した水の流量の累積量を段階的に表示する表示灯４７ａ，４７ｂ，４７ｃは、待機モードにおいては点灯させる必要はなく、そこで、待機モード時には、制御部７６はこれらの表示灯４７ａ，４７ｂ，４７ｃを全て消灯するように制御指令を出力し、待機モードにおける電力消費量を抑制するものである。
【００７５】
また、制御部７６は待機モードにおいて、特定の表示灯の輝度を低減させるように制御指令を出力する。このようにすれば、待機モードにおいて点灯が必要とされる表示灯であっても、その輝度を低減することにより電力消費量を抑制することができる。例えば、上記の電解モードを表示する表示灯４０は、電解モードを切替選択するための各スイッチの形成位置に形成されており、表示面積が大きく、点灯時の消費電力が大きいが、待機モードにおいて、制御部７６はこれらの表示灯４０のうちの点灯しているものの輝度を低減することにより、待機モードにおける電力消費量を抑制するものである。
【００７６】
【発明の効果】
上記のように本発明に係る電解水生成装置は、電解槽に水を流入させ、電解槽内に配置された電極間に電圧を印加して水を電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置において、
（ａ）外部からの設定電圧値の指令信号と電源部の出力電圧値とが入力されるように形成され、この二つの入力値の差に対応する電圧値制御信号を生成して出力する機能を備える電圧値制御用誤差増幅器
（ｂ）外部からの設定電流値の指令信号と電解槽に通電する電流値とが入力されるように形成され、この二つの入力値の差に対応する電流値制御信号を生成して出力する機能を備える電流値制御用誤差増幅器
（ｃ）電圧値制御用誤差増幅器から出力される電圧値制御信号と、電流値制御用誤差増幅器から出力される電流値制御信号とが入力されるように形成され、電極間に印加する出力電圧を生成すると共に前記二つの制御信号に基づいて出力電圧値を変更する機能を備える電源部
（ｄ）電源部にて生成される出力電圧を降圧して制御用の一定電圧を生成させる制御電源部、及び
（ｅ）設定電圧値の指令信号を電圧値制御用誤差増幅器へ、設定電流値の指令信号を電流値制御用誤差増幅器へ、それぞれ出力する機能と、電解槽に通電を行う作動モード時において設定電圧値と設定電流値との組み合わせを段階的に切り替える機能と、電解槽に通電を行わない待機モード時には制御電源部にて生成される制御用の一定電圧と最も近似する設定電圧値が選択されるように設定電圧値と設定電流値の組み合わせを変更する機能とを備え、制御電源部にて生成される一定電圧の供給を受けて駆動する制御部
を具備するため、水の電解を行う作動モードでは設定電流値と設定電圧値とを複数段階に設定し、この設定値に基づいて電源部の出力電圧値を制御して電解条件を変更することが可能であり、また、電源部で生成された出力電圧を制御電源部にて降圧して、制御部駆動用の電圧を得ることから、電圧印加用と制御部駆動用の電圧とを別個に生成する必要がなく、電圧生成用の別個の電源部が必要とされなくなり、装置を小型化すると共に製造コストを低減することができるものであり、更には、水の電解を行わない待機モード時には設定電圧値を制御部駆動用の電圧値に最も近い値とすることで、待機モード時における制御電源部における電圧の降圧量を抑制して、降圧動作に伴う制御電源部の発熱を抑制し装置寿命の長期化を図ると共に、待機モードにおける電力消費量を抑制することができる。ここで、通常は作動モードよりも待機モードの方が長時間選択されることとなるから、著しい効果が得られるものである。
【００７７】
また、制御部から出力される点灯指令に基づいて点灯する複数の表示灯を備え、制御部は待機モード時には特定の表示灯の点灯を行わないように制御指令を出力するものであるため、待機モード時には必要とされない表示灯等を点灯しないようにすることができ、待機モード時において更に消費電力を抑制することができるものである。
【００７８】
また、制御部から出力される点灯指令に基づいて点灯する複数の表示灯を備え、制御部は待機モード時には特定の表示灯の輝度を低下させるように制御指令を出力するものであるため、この特定の表示灯の点灯時の消費電力量を低減して、待機モード時において更に消費電力を抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略制御ブロック図である。
【図２】同上の制御電源部における概略回路図である。
【図３】電解水生成装置の配管系統の一例を示す概略断面図である。
【図４】同上の電解水生成装置の一例を示す全体斜視図である。
【図５】同上の表示部の概略平面図である。
【図６】電解に供される水と、電源部における出力電圧及び通電電流との関係を示すグラフである。
【図７】本発明における設定電圧値の段階的な切替動作の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  電解水生成装置
６２  電解槽
６６，６７  電極
７６  制御部
７７  電源部
７８  制御電源部
７９  電圧値制御用誤差増幅器
８０  電流値制御用誤差増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003835283.tif 000006
【図６】
0003835283.tif 000007
【図７】
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