JP2646937B2 - Electrolysis controller of ion water generator - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水道水などに直流電圧を
印加してアルカリイオン水と酸性イオン水とを生成する
装置に係わり、水電解用の陽陰極間にどのような水が供
給されても、その水質とは関係なく連続的に電解できる
イオン水生成器の電解制御装置を提供するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for generating alkaline ionized water and acidic ionized water by applying a DC voltage to tap water and the like, and what kind of water is supplied between a positive electrode and a negative electrode for water electrolysis. However, the present invention provides an electrolysis control device of an ion water generator that can continuously electrolyze regardless of the water quality.

【０００２】[0002]

【従来の技術】種々のイオンを含む通常の生活用水など
を電解して、陰極側の水はアルカリイオン濃度を高めて
飲料水とし、陽極側の水は美容効果のあるアストリンゼ
ント水に使用することが知られている（厚生省薬務局長
通知、薬発第７６３号、昭和４０年１０月８日）。2. Description of the Related Art Electrolysis of ordinary domestic water containing various ions, the water on the cathode side is used as drinking water by increasing the alkali ion concentration, and the water on the anode side is used as astringent water having a cosmetic effect. Is known (Notice of the Ministry of Health and Welfare Pharmaceutical Affairs Bureau, Yakuhin No. 763, October 8, 1965).

【０００３】水を電解してアルカリイオン水を得る方法
としては、古くはバッチ式（実開昭５５−３１４５９）
が主であったが、最近は生成器と水道とを直結し通水し
ながら電解する連続式が主流となっている。水電解槽の
内部に設置された数ｍｍ間隔の陽陰極間に数１０Ｖの直
流電圧を印加すると、水質によってもことなるが、数Ａ
／ｄｍ² の電流が流れて水が電解される。陰極側では水
に含まれるアルカリイオン（例えば、Ｃａ²⁺，Ｍｇ²⁺，
Ｋ⁺ ，Ｎａ⁺ など）の濃度が高まるとともに、水が電解
されて水素が発生し、水酸基イオンが生成し陰極水はア
ルカリ性となる。一方、陽極側では陰イオン（例えば、
Ｃｌ^- ，ＳＯ₄ ^2-，ＮＯ₃ ^- など）の濃度が高まり酸素
を発生して水素イオンが生成されるから酸性となる。As a method of obtaining alkaline ionized water by electrolyzing water, a batch method (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 55-31459) has long been used.
In recent years, a continuous type in which a generator and water supply are directly connected and electrolysis is performed while water is flowing has become the mainstream. When a DC voltage of several tens of volts is applied between the positive and negative electrodes at intervals of several mm provided inside the water electrolysis tank, several tens of volts may be applied depending on the water quality.
/ Dm ² flows, and water is electrolyzed. On the cathode side, alkali ions contained in water (for example, Ca ²⁺ , Mg ²⁺ ,
As the concentration of K ⁺ , Na ⁺ increases, water is electrolyzed to generate hydrogen, hydroxyl ions are generated, and the cathode water becomes alkaline. On the other hand, on the anode side, anions (for example,
The concentration of Cl ⁻ , SO ₄ ²⁻ , NO ₃ ^−, etc.) increases and oxygen is generated to generate hydrogen ions, so that it becomes acidic.

【０００４】原水中の陽陰両イオンの総量は水の硬度な
どと深い関係があるが、同じ印加電圧で比較した場合、
イオン含有量が少ないほど電解電流は小さくなり、逆に
多くなると電流は増加する。この電流値とアルカリイオ
ン水のＰＨ値とは密接な関係があるため、これを監視・
制御することが重要である。電解電流値は、印加電圧・
通水流量などの操作的要因だけでなく、水質や水温など
の環境的要因、すなわち、水源・季節・使用時間帯など
によっても変化する。従って、画一的にいつも同じ電圧
を印加したとしても、得られる水のＰＨはその都度大き
く変化する。それだけでなく、電解電流が大きくなりす
ぎると、電源トランスに設計仕様を越える過大の負荷が
かかって故障の原因となったり、使用者にとって必要以
上のＰＨ値の水ができたりする。このために、電解電流
を検知し制御する必要のあることは、この種装置のみな
らず、広くは食塩電解をはじめとする種々の工業的電解
装置においても同じである。[0004] Although the total amount of positive and negative ions in raw water has a deep relationship with the hardness of water, etc., when compared at the same applied voltage,
The electrolysis current decreases as the ion content decreases, and increases as the ion content increases. Since this current value and the PH value of the alkaline ionized water are closely related, monitor this
It is important to control. The electrolysis current value depends on the applied voltage
Not only operational factors such as flow rate of water flow but also environmental factors such as water quality and water temperature, that is, water sources, seasons, use time, and the like change. Therefore, even if the same voltage is always applied uniformly, the PH of the obtained water changes greatly each time. In addition, when the electrolysis current is too large, an excessive load exceeding the design specification is applied to the power transformer, which may cause a failure or water with a PH value more than necessary for the user. For this reason, the need to detect and control the electrolysis current is the same not only in this type of device but also in various industrial electrolysis devices including salt electrolysis in general.

【０００５】イオン水生成器においては電流制御の手段
・装置としてさまざまなもの、例えば、特開昭６４−１
１６９３，実開平１−１６３４９４，特開平２−２０３
９８９などが提案されており、それぞれ特徴はあるもの
の、必ずしもそれらが最善とは言いがたく欠点も持ち合
わせていた。In the ionic water generator, various means and devices for current control are used, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-1
1693, Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-163494, JP-A-2-203
989 and the like have been proposed, and although each has its own characteristics, they are not always the best and have drawbacks.

【０００６】[0006]

【考案が解決しようとする課題】これら従来のイオン水
生成器の制御装置の一つとして、ブレーカー回路によっ
て電極への給電を停止する方法がある。これは電解電流
検出回路によって過電流が検出されると、ブレーカ回路
とタイマー回路を用いて給電を停止させる方式である。
安全面では問題無いが給電が停止してしまうので、この
間は電解できず未処理の水がそのまま出てくることにな
り連続使用できない。As one of the control devices of these conventional ion water generators, there is a method of stopping power supply to the electrodes by a breaker circuit. In this method, when an overcurrent is detected by an electrolytic current detection circuit, power supply is stopped using a breaker circuit and a timer circuit.
Although there is no problem in terms of safety, since power supply is stopped, electrolysis cannot be performed during this time, and untreated water comes out as it is, making continuous use impossible.

【０００７】これとは別に、制御手段として電流調節用
のトランジスタを使用する方法がある。しかし、パワー
トランジスタを用いて大電流を調節しようとすると、放
熱フィンを配置するために大きなスペースが必要になっ
たり、無駄な発熱が多く電力効率も悪くなる。[0007] Apart from this, there is a method using a current adjusting transistor as a control means. However, if a large current is to be adjusted by using a power transistor, a large space is required to dispose the radiating fins, wasteful heat is generated, and power efficiency is deteriorated.

【０００８】さらに別の方法として、電流制御用トラン
ジスタを使用する点では同じだが、水の電気抵抗を検知
しながら電圧を制御する方法がある。この場合の抵抗測
定素子としては電解槽内に既設の主電極をその目的に共
用してもよいとされているが、抵抗測定回路側に切り替
えている間は電解槽に電流が流せないので電解は中断さ
れるし、非通電時のオーム損発熱のない状態を測定する
ことになるから、実際の電解中での抵抗値と異なり誤差
を生じて最適電圧で制御しづらいという欠点があった。Another method is the same as that of using a current control transistor, but there is a method of controlling the voltage while detecting the electric resistance of water. In this case, as the resistance measuring element, the existing main electrode in the electrolytic cell may be shared for that purpose, but since current cannot flow through the electrolytic cell while switching to the resistance measuring circuit side, the electrolytic cell is used. Is interrupted, and a state in which no ohmic loss heat is generated when power is not supplied is measured. Therefore, unlike a resistance value during actual electrolysis, an error occurs and it is difficult to control the voltage at an optimum voltage.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の電解制御装置
は、従来のようにブレーカで電解中に電流を切ったりパ
ワートランジスタを用いたり電解の主回路を切り替えた
りする必要がなく、その手段としては次に示す回路によ
って構成される。すなわち、本考案の装置は、電解電流
を測定する手段としての増幅器とＡＤ変換器、および、
電解制御に必要な計算処理を行うマイコンと、これに接
続される設定スイッチとデコーダ，リレー回路，整流回
路などから成るフィードバック系の制御装置であり、電
解を中断することなく常に適切な電流値で電解を継続す
るための印加電圧を選択することができる。According to the electrolysis control device of the present invention, there is no need to cut off the current during electrolysis with a breaker, use a power transistor, or switch the main circuit of electrolysis as in the prior art. Is constituted by the following circuit. That is, the device of the present invention includes an amplifier and an AD converter as means for measuring the electrolytic current, and
A microcontroller that performs the calculations required for electrolysis control, and a feedback control device consisting of setting switches, decoders, relay circuits, and rectifier circuits connected to the microcomputer. The applied voltage for continuing the electrolysis can be selected.

【００１０】[0010]

【作用】本発明にかかるイオン水生成器の電解制御装置
では、電解電流を測定する手段として、通常、シャント
あるいは分流器とか言われる電流測定用の抵抗を使用す
る。これを直流電源と電極との間に接続してオーム損を
測定するが、この電圧差は普通は数ｍＶと小さいので一
旦増幅してからデジタル信号に変換してマイコンに入力
する。マイコンのプログラム内容は動作面から見れば、
刻々変化する電解電流の値を読んで、設定スイッチから
インプットされた目的のＰＨ強度の水を得るために必要
な最適印加電圧を算出および設定し、また、過大な電流
が流れそうな場合には、１ランク下の印加電圧に自動的
に切り替わるようになっている。供給水の水質、温度、
流量などが変化すれば電解電流も変化するから設定電圧
にも反映され、よって、常に最適条件で電解されること
になる。In the electrolysis controller for an ion water generator according to the present invention, a current measuring resistor called a shunt or a shunt is usually used as a means for measuring an electrolysis current. This is connected between a DC power supply and an electrode to measure the ohmic loss. Since this voltage difference is usually as small as several mV, the voltage difference is once amplified, converted to a digital signal, and input to a microcomputer. From the viewpoint of operation, the contents of the microcomputer program
Read the value of the electrolytic current that changes every moment, calculate and set the optimal applied voltage required to obtain water of the target PH intensity input from the setting switch, and if an excessive current is likely to flow , It automatically switches to the applied voltage one rank lower. Water quality, temperature,
If the flow rate or the like changes, the electrolytic current also changes, so that the change is reflected in the set voltage, so that the electrolysis is always performed under optimum conditions.

【００１１】[0011]

【実施例】次に、本発明の実施例を図によって説明す
る。図１は発明にかかるイオン水生成器の電解制御装置
に用いられる主な構成回路を示す図である。１は電解槽
であり、主要部品として、陽極２、陰極３、隔離板４、
水入口５、アルカリ出口６および酸出口７を示す。陽陰
極２、３に印加されるのはトランスの二次側電圧を全波
整流した電圧であるが、ここで、陰極３は電解電流を測
定するための抵抗８を介して電源回路とつながってい
る。この抵抗８の両端の電圧信号は増幅器とＡＤ変換器
を通してからマイコン９に入力される。マイコン９はＲ
ＡＭとＲＯＭおよびＣＰＵで構成されるが、電解に必要
な基本データやシーケンスはあらかじめＲＡＭに記憶さ
せておく。イオン水のＰＨ値とか強度または通水・電解
・洗浄時間などの操作条件は、設定スイッチを操作する
ことによって取り込まれ、目的の水を得るために必要な
電解電流値の計算や、実際の電流値との比較、あるい
は、電解を最適条件に維持するために必要な出力制御は
マイコン側で行われる。水道の蛇口を開閉するたびに通
電を開始したり停止するのは当然であるが、電解槽内へ
の通水の有無を判断する手段として、必要最低限の低い
電圧を常時印加しておき、抵抗８に流れる電流変化をマ
イコンで判定することにより通電のタイミングをつかむ
方法も可能である。１０は電圧選択回路であり、デコー
ダとリレー駆動用トランジスタとリレーおよびその接点
から構成される。マイコンのＣＰＵからの出力信号は２
進デジタル信号であるからデコーダで処理してからリレ
ー駆動用トランジスタのベースに入れて、目的とする電
解に適した印加電圧、すなわち、トランスの二次側電圧
をリレー接点にて選択設定する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing main constituent circuits used in an electrolysis control device of an ion water generator according to the present invention. Reference numeral 1 denotes an electrolytic cell, which includes, as main components, an anode 2, a cathode 3, a separator 4,
A water inlet 5, an alkali outlet 6 and an acid outlet 7 are shown. The voltage applied to the positive and negative cathodes 2 and 3 is a voltage obtained by full-wave rectifying the secondary voltage of the transformer. Here, the cathode 3 is connected to a power supply circuit via a resistor 8 for measuring an electrolytic current. I have. The voltage signal across the resistor 8 is input to the microcomputer 9 through an amplifier and an AD converter. The microcomputer 9 is R
It is composed of an AM, a ROM and a CPU, and basic data and a sequence necessary for electrolysis are stored in a RAM in advance. Operating conditions, such as the PH value or strength of the ionic water or the time of water flow, electrolysis, and washing, are captured by operating the setting switch, and the calculation of the electrolytic current value required to obtain the target water and the actual current Comparison with the values or output control necessary for maintaining the electrolysis under the optimum conditions is performed on the microcomputer side. It is natural to start or stop energization every time the water tap is opened and closed.However, as a means for judging the presence or absence of water flowing into the electrolytic tank, always apply a minimum necessary low voltage, It is also possible to determine the energization timing by determining a change in the current flowing through the resistor 8 with a microcomputer. Reference numeral 10 denotes a voltage selection circuit, which includes a decoder, a transistor for driving a relay, a relay, and a contact thereof. The output signal from the microcomputer CPU is 2
Since it is a binary digital signal, it is processed by a decoder and then put into the base of a transistor for driving a relay, and an applied voltage suitable for a target electrolysis, that is, a secondary voltage of a transformer is selected and set by a relay contact.

【００１２】[0012]

【発明の効果】このように本発明にかかるイオン水生成
器の電解制御装置は、電流測定回路とマイコン、ならび
に電圧選択回路を使用したフィードバック系となってい
るため、設定通りの条件で電解が維持できるから、この
制御装置を組み込んだイオン水生成器は水のＰＨ強度が
自由かつ一定に選択・制御し易く、よって実用的価値は
極めて大きい。As described above, since the electrolysis control device of the ion water generator according to the present invention is a feedback system using a current measuring circuit, a microcomputer, and a voltage selection circuit, electrolysis is performed under the set conditions. Since it can be maintained, the ion water generator incorporating this control device can easily select and control the PH intensity of water freely and constantly, and therefore has a very large practical value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の１実施例であるイオン水生成器の電解
制御装置の主要構成回路を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a main configuration circuit of an electrolysis control device for an ion water generator according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電解槽 ８ 抵抗 ９ マイコン １０ 電圧選択回路。 １１ 増幅器 １２ ＡＤ変換器 １３ 設定スイッチ １４ 整流回路 1 Electrolyzer 8 Resistance 9 Microcomputer 10 Voltage selection circuit. Reference Signs List 11 amplifier 12 AD converter 13 setting switch 14 rectifier circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−98084（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−32886（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−237477（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293086（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−10991（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭48−111696（ＪＰ，Ｕ) 実公 平２−7676（ＪＰ，Ｙ２) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-48-98084 (JP, A) JP-A-52-32886 (JP, A) JP-A-5-237477 (JP, A) JP-A-2- 293086 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 56-10991 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 48-111696 (JP, U) Japanese Utility Model Hei 2-7676 (JP, Y2)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 水電解の電流測定用抵抗（８）の両端の
電圧を増幅してからデジタル信号にするための増幅器
（１１）と、ＡＤ変換器（１２）と、目的のＰＨ強度を
選択するための設定スイッチ（１３）と、前記デジタル
信号を受けて水質に応じた最適印加電圧を算出し、かつ
過電流を保護する手段としてのマイコン（９）と、マイ
コンの出力と接続されトランスの二次側電圧を選択設定
するための電圧選択回路（１０）と、整流回路（１４）
とを備えてなることを特徴とするイオン水生成器の電解
制御装置。1. An amplifier (11) for amplifying a voltage between both ends of a current measuring resistor (8) for water electrolysis and converting the voltage to a digital signal, an AD converter (12), and a target PH intensity are selected. Setting switch (13), a microcomputer (9) as a means for receiving the digital signal, calculating an optimum applied voltage according to the water quality and protecting the overcurrent, and a transformer connected to the output of the microcomputer. A voltage selection circuit (10) for selecting and setting a secondary voltage; and a rectifier circuit (14).
And an electrolysis control device for an ion water generator.