专利名称：电解水生成器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在电解槽对管道水等的原水进行电气分解、连续地生成阴极水(碱离子水)和阳极水(酸性水)的电解水生成器，特别涉及施加在电解槽内的阴、阳电极上的直流电压供给用电源装置，用于电解水的pH的稳定化、防止电极的劣化和维持电极表面的稳定状态的逆洗装置，以及电解水的导电率的测定装置的改进。
电解水生成装置是利用隔膜将电解槽内分开成阴极室和阳极室、在各自室内插入电极、并借助于利用电极间的通电对供给极室内的原水进行电解、在阴极室中电解生成阴极水并在阳极室中电解生成阳极水的装置。
在食品、医疗的领域中，将电解原水的前述阳极水，按包含在阳极水中的各种离子的组成和用pH等规定的水质的电解度和性状，作为洗净用水、消毒水以及杀菌水使用。阴极水作为饮用水等使用。
为得到所要电解度的电解水，使用控制施加在阴、阳极间上的电解电压的方法等，得到所要的电解度的电解水。
作为供给以往的电解槽中的电流电压的电源，在获得施加于电解槽的阴、阳极间的直流电压的电源变压器的次级上，设置用于可变输出电压的规定的抽头，用设置选择其抽头的手段、得到所要的电压并施加在阴、阳极间。
除此之外，有使用控制对应于脉冲宽度的直流电压的脉冲宽度控制型开关调整器(PWM)。例如，在日本特开平5-115875号公告中，包括产生无级变化的输出信号的电解调节开关和使连接于电源电路中的PWM动作的控制单元。并且，利用导通/断开PWM的驱动器和信号发生装置以及电解调节开关的输出信号，所述控制单元按比例地设定脉冲宽度、并将其脉冲信号输出到驱动器中。
在图6所示的前述装置中，施加在电解槽1的阴、阳极3、2上的直流电源的电源电路，通过电源变压器12的过载保护的双金属热电偶13，将交流电源11送入到整流电路14中，通过滤波电容器15，将其输出侧的正极和负极连接到PWM16中。并且，通过电源切断开关17和极性反转开关18，将PWM16的输出侧分别连接到阴、阳极3、2上。
为了得到控制用的电力，通过整流电路19和滤波电容器20，将电源变压器12的另一个次级侧连接到稳压电路21中，这种稳压电路21连接到控制单元22中并提供规定的电压。
控制单元22接收在向未图示的电解槽提供原水的水流路径中的流量传感器的信号，并利用继电器24、对电源切断开关17进行导通/断开。由逆洗指示并利用继电器、将极性反转开关18切换到逆连接位置、逆转阴、阳极3、2的施加电压并去除电解槽的水垢。
控制单元22具有振荡装置26和输入来自振荡装置26的规定频率的脉冲信号的脉冲宽度控制装置27，并将电解调节开关口8的输出电压输入到该脉冲宽度控制装置中。并且，对于输出电压、无极地调节脉冲宽度，通过构成PWM16的一部分的驱动器29、对于整流电路14出口的脉流不考虑过零点地一直断续地输出。
然而，前述以往的电解水生成器的电解电源装置存在以下的课题。
(1)使用两个继电器作为极性反转开关18，大型且价高。因是有接点方式，所以不适合于防爆设计。
(2)因与变压器12连接的电路多，需要很多来自变压器12的引导线，所以布线复杂。
(3)因施加在电极上的直流电压的控制单元22的结构复杂而且设置变压器12的次级侧，所以成为(2)的原因。
(4)整流电路14采用全波整流方式，为了切换前述直流电压的极性、不得不取两极切换方式，由于使用双极的极性反转开关18，所以成为产生(1)的原因。由于是常时驱动四个二极管的全波整流方式，所以发热量多。
因此，本发明者为解决前述以往装置中课题、在日本特开平7-266145号公报中，建议了结构简单、高性能而且无接点方式、并且廉价的电解水生成器用电源。
图4表示前述电解水生成器用电源的一例。在图4中，AC是100V交流电源、30是双向可控硅、31是其相位控制电路、32是电源变压器、在其次级侧具有中心抽头，33是二极管电桥电路、将其一对端子33a连接到电源变压器32的次级侧并将其另一对端子33b连接到开关元件34、35的一端。分别将开关元件34、35的另一端的连接点38连接到电解槽36的一方的电极36a上并将电源变压器32的中心抽头32a连接到另一方的电极36b上。
作为开关元件34、35，可使用例如功率MOSFET元件，将各自的栅极34G、35G连接到电极反转控制电路37中。
利用电极反转控制电路37并借助于导通/断开开关元件34或者35，将以从二极管电桥电路33输出的前述中心抽头32a为基准的两波整流了的+或者-的直流电压E+或者E-施加在电极36b、36a上。也就是说，二极管电桥电路33的二极管D1-D4每二个同极性地使用，以中心抽头32a为基准、+、-两电路构成两波整流电路。
图5表示前述相位控制电路31和电极反转控制电路37的具体结构的例子。在图5中，相位控制电路31由例如并联连接的三个双向可控硅光电耦合器39a、39b、39c，滞后降低电路40和双向开关元件41等构成。
通过例如微型计算机、将pH控制信号A、B、C分别给与双向可控硅光电耦合器39a、39b、39c的输入中，应答于各信号、借助于任一双向可控硅光电耦合器39a、39b、39c导通，通过双向开关元件41，将不同的电流给与双向可控硅30的栅极30G、进行触发。也就是说，通过并联连接的电阻R1、R2、R3和R4，将双向可控硅光电耦合器39a、39b、39c的各输出侧的输入端连接到电源变压器32的初级侧、将各输出侧的输出端连接到滞后降低电路40和双向开关元件41并连接在双向可控硅30的栅极上。pH控制信号A、B、C的任何一个给与双向可控硅光电耦合器39a、39b、39c中时，在由电阻R1、R2、R3和滞后降低电路40内的电容器C组成的相位延迟电路中、充电或者放电电流就流动，在其上升沿或者下降沿时间，有由于对应于各时间常数的相位差而有不同，因此，因在前述电流中触发的双向可控硅30的通电相位不同，所以能变化前述直流电压。
接着，电极反转控制电路37由例如光电耦合器42a、42b、晶体管43a、43b，二极管D5-D8构成，在光电耦合器42a、42b的输入的一端上给与控制电压，在另一端上给与来自前述微型计算机等的酸度或者碱度信号。例如，当给与酸度信号时，光电耦合器42a的输出就导通、开关元件34a被触发，并将前述+直流电压E+施加在电解槽36的电极36a，当施加碱度信号时，光电耦合器42b的输出就导通、开关元件35被触发，并将前述一直流电压E-施加在电解槽36的电极36a和36b。
采用前述的电解水生成器，虽然可解决前述以往的课题，但在实用上还在下述点上有改进的余地。
(1)借助于对于三组可控硅光电耦合器、给与控制信号A-C，pH的控制只能做到7个级的控制。特别在对应于在供给电解槽内的原水的流量、连续可变控制电解水的pH值的场合，不能对应于流量的变化、对pH值变动进行抑制。
(2)因使用三组双向可控硅光电耦合器，所以整体上零件个数多、费用上升。
(3)因进行pH值的连续的可变控制，所以如一般被使用的相位控制电路(调光电路等)那样、如采用电位器进行电阻值的控制，则即使取基于微型计算机等的电子电路的控制方式，与驱动电路的绝缘也绝对必要。为此，如果使用通常的光电耦合器，则只能作为开关的代用品使用，相应于能分解的使用零件个数增多。
本发明的第1个目的是提供具备能进行pH值的连续的可变控制、也能前述绝缘、并且零件个数少的廉价的电解电压用电源的电解水生成器。
管道水等的原水基本上来自于河流等的地表水，是海水蒸发成为雨水浸渍在地面中的水。因此，在蒸发过程中海水中包含的物质，在蒸发的同时、或者由于飞散而混入并包含在前述原水中。可以想象也包含由地面中岩石等溶出的成分。在管道水等中包含这样起因的各种离子、例如氯离子和硫酸离子等的阴离子以及钠和铁等的阳离子。常知的还添加用于杀菌的氯。被添加的氯的一部分分离、生成氯离子和次亚盐酸离子。这些物质也溶解在原水中。
电解水生成装置的溶解于原水中的离子作为电解质进行通电，在阴极室生pH高的碱性水、在阳极室生成pH低的酸性水，但利用电解，原水、例如管道水中包含的钙离子和与其不同用于补充钙添加的钙离子失去电荷，在阴极、阳极室隔膜和阴极室出水口中，作为碳酸钙和氢氧化钙堆积、阻碍阴、阳电极间的通电。在必须使用硬水的状态，对电极的附着物更多，促使电极的劣化，与此同时，在长期使用中闭塞出水口、使电解水生成装置的功能停止。
为此，在使用之前和供水停止期间中使施加在电解槽的电极上的电压的极性反转，也就是说具有逆洗功能进行电解，能在阴极室内生成阳极水并能在阳极室内生成阴极水，在前述阴极室内具有生成的酸性的阳极水，使堆积的钙溶解，在再生电极表面的同时，防止电极的劣化，成为耐受长期使用结构。这种逆转时的出水不出示规定的碱性，但因包含溶解的钙盐，所以不希望作为不要的水进行排放。
图10所示的日本特开平7-828287号公报中所示的电解水生成装置，由具有利用电极的施加电压的逆转、积极地排出包含产生的水垢水的阀门构成。也就是说，在包含排出在电解槽56中生成的阴极水的阴极水排出口73、排出阳极水的阳极水排出口74和排出电解槽中滞留水的排水排出口75的电解水生成装置中，在电解槽56的下流中设置具有控制信号进行动作的方向切换阀76、77、78，对包含电解槽56的极性切换后的水垢的电解液、通过方向切换阀77向排水排出口75侧排水、直到pH稳定为至。
然而，这种机构不仅复杂，而且因将逆洗时产生的排水原样排出、所以不经济。
细胞对于pH反应敏感，因此，例如从供给饮料的电解水生成装置排水的碱性水的pH，在将规定的原水供给电解槽中时，按指示pH在电解槽中有一定的电流流动并期望经常有一定的pH的碱性水排出。然而，由于前述钙的堆积，因在阴、阳极间流动的通电量向着暂时减少的方向，所以作为也指示pH的被排出水的pH，不会不稳定的将一定的水排出。
本发明的第2个目的是利用在正常运转中重复进行短时间的周期的逆洗，防止电极的劣化、保持电极表面的稳定状态并谋得排水的pH的稳定化。如前所述，这时，在以往的逆洗机器中，在对阴、阳极的逆洗电压的施加之际，不能使用从阴极室排出的水，而且必须排放该排水。为此，装置经济性低，本发明在正常排水运转期间将规定的占空比的逆洗电压加在正常动转的阴、阳极间，而且也与该期间正常运转相同、借助于分别从阳、阳极室进行排水，也有效地利用逆洗期间的排水。因此，能提供不排放该排水的经济性高的连续式电解水生成装置。
本发明要提供，借助于不拘于电源频率以前述与空比作为一定值，即使电源频率不同的地方使用电解水生成装置时，也能获得经常稳定的一定的pH的排水的电解水生成装置。
此外，由于前述钙的堆积，不仅流入电解槽的原水的电传导度变动，而且因电解槽本体的电解条件变化，所以即使将施加在电解槽上的电流成为恒常状态，也不限于不断能得到所要的pH的碱性水或者酸性水。另一方面，电解水生成装置使用者将前述碱性水主要提供给饮料用，因细胞对pH反应敏感，所以能期望不断得到规定pH的排水。
为此，使用离子交换树脂等、去除流入电解槽中的原水中包含的特定溶解成分，一边稳定流入电解槽中的原水的导电率，一边使在使用之前期间和供水停止期间中施加在电解槽的电极上的电压的极性反转，也就是说，频繁地发生逆洗并进行电解，溶解堆积的钙，在再生电极表面的同时，防止电极的劣化，并按指定的pH设法在电极上不断流过同一电流。
与此不同的还有对来自电解槽排水的阴、阳极水的电传导度和pH等进行测定，在排水口前通过方向切换阀将所要以外的排水在排水口进行排水，仅有用地提供所要的排水的电解水生成装置。
为提供这种测定，有在水流路经上相邻的设置二块金属板，并作为电极，在前述电极间施加电压并通电，对流过前述电极间的水的导电率进行测定的测定装置。
以往，在这种测定装置中，例如施加交流电压对导电率进行测定，测定的水一发生分极，因分解能力过于好，所以难以在流水中适应，产生对于电极的附着物等，不能在两电极间流过稳定的电流，测定值变动不能使用。为解决这些问题，如在测定装置中设置附加电路，则电路结构变得复杂并且经济性降低。
本发明的第3个目的是提供为了不断得到一定的pH的电解水而对电解槽中供给的原水的导电率进行测定的测定装置。
为达到前述第1个目的，本发明的第1发明的电解水生成器，利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置电极，在前述电极间设置施加规定直流电压的电解电源、利用前述电极间的通电对前述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室中内生成阴极水、在阳极室内生成阳极水，其特征在于，该生成器包括由插入具有前述电源的电源变压器初级侧的双向可控硅和控制该双向可控硅的通电相位的相位控制电路组成的前述直流电压的控制装置，前述相位控制电路包括应答于在前述电解槽内供给的原水的流量传感器、变换该传感器的输出脉冲的占空比的占空比变换电路、将该占空比变换电路的输出脉冲的频率变换成对应的电压的频率/电压变换电路和由应答于该频率/电压变换电路的输出电压的发光二极管以及应答于该发生二极管并与前述双向可控硅连接的光传导单元组成的光电耦合器。
为达到前述第2个目的，本发明的第2发明的电解水生成器，利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置阴电极和阳电极，在前述阴、阳电极间设置施加规定阴、阳直流电压的电解电源、利用前述阴、阳电极间的通电对前述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室内生成阴极水、在阳极室内生成阳极水，其特征在于，设置反转施加在前述阴、阳极上的电压极性并进行逆洗的机构，在前述阴、阳电极间施加阴、阳直流电压期间的一部分上，在阴、阳电极间设置施加阳、阴直流电压的期间，在施加该阳、阴直流电压的期间也继续与前述阴、阳电极间施加阴、阳直流电压期间相同的排水。
为达到前述第3个目的，本发明的第3发明的电解水生成器，利用隔模将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置电极，在前述电极间设置施加规定直流电压的电解电源、利用前述电极间的通电对前述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室内生成阴极水、在阳极室内生成的阳极水，其特征在于，设置在水流路径中相邻设置二块金属板作为电极、在前述电极间施加电压进行通电、测定流动前述电极间的水的导电率的测定装置，在该装置中，将前述两电极的一方与输出单触发脉冲的电路连接，与此同时，将由电容器组成的充电电路、该充电电路的放电复位电路和控制输出电路连接在另一方的电极上，并在电解槽的原水流入侧或者排水侧设置前述测定装置。
图1表示第1发明的实施例的电路图。
图2A-图2C表示对与阴极水的流量相对的流量传感器的输出脉冲进行例示的波形图。
图3表示Cds光电耦合器的Cds输出阻抗-LED正方向电流特性的特性图。
图4表示在先申请发明的电解水生成器用电源的方框图。
图5表示前述电源的具体电路结构的电路图。
图6表示以往的电解水生成器用电源的一例的方框图。
图7表示与第2发明相关的电解水生成器用电源装置及其逆洗机构的一实施例的方框图。
图8表示采取图7中装置的阴极水的动作的时间图的一例。
图9表示基于图8中时间图的微型计算机动作例子的流程图。
图10表示以往的逆洗机构和排水机构的图。
图11表示在第3发明中使用的导电率测定装置的方框图。
图12表示图11中装置的动作说明用时间图。
图13A-图13C表示变化图11中装置的单触发脉冲宽度时的控制输出电路中输入的电压变化的测定例。
图14表示将图11中装置用于电解水生成器的实施例的电路图。
图15表示将图11中装置配置在电解水生成器的电解槽的原水流入侧的实施例。
图16表示将图11中装置配置在电解水生成器的电解槽的电解水流出侧的实施例。
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。
实施例图1表示本发明的电解水生成器用电源的一实施例，与图4相同符号表示相同或者相似的电路。在本实施例中，为控制双向可控硅30的通电相位角，使用由发光二极管(LED)和应答于该LED光传导单元(Cds)组成的Cds光电耦合器42，代替前述三组的可控硅光电耦合器。
44是流量传感器，45是占空比变换电路，46是频率/电压(F/V)转换电路。
流量传感器44应答于在电解槽36中供给的原水并输出对应于其流量的脉冲，通过占空比变换电路45将其输出脉冲送到频率/电压转换电路46中，该电路46输出对应于前述流量的直流电压、作作为正向电压送到发光二极管LED上，光传导单元Cds的电阻对应于前述流量、并将对应于其的触发电流送到双向可控硅30上进行触发。
因此，借助于F/V变换流量传感器44的输出脉冲，以得到的直流电压用作Cds光电耦合器42LED正向电压，因对应于流量控制施加在电解槽36内的电极36a、36b上的直流电压，所以能进行流量变化场合的pH变化量的稳定化。这种场合，利用占空比变换电路45、能变化流量传感器44的输出脉冲的占空比，并由此能实现基本的电力控制。
图2表示对应于电解槽36的阴极水流量(排水量)的流量传感器44的输出脉冲，a表示在流量(2l/min)时为33Hz左右的输出脉冲、b表示在流量(3l/min)时为50Hz左右的输出脉冲、C表示在流量(4l/min)时为62Hz左右的输出脉冲。
图3表示Cds的输出电阻-LED正向电流特性。
此外，流量传感器44、占空比变换电路45和F/V转换电路46可以用其自身公知的电路，不必使用特别限定的结构。
由前述说明可知，采用第1发明的电解水生成器用电源的结构，则在实用上能得到以下的出色的效果。
(1)对应于电解槽内供给的原水的流量，能连续可变的控制电解水的pH值。因此，即使用在流量变化的场合、也能抑制pH值的变动。
(2)因能利用1个Cds光电耦合器控制双向可控硅的通电相位，所以能谋得整体上零件个数少且费用下降。
(C)因使用Cds光电耦合器，所以Cds单元的电阻值按在LED侧流动的正向电流变化。为此，能良好绝缘电源单元并能容易地控制前述连续变化。
图7表示与第2发明相关的电解水生成电源装置及其逆洗机构的实施例的方框图。在图7中，AC是例如市电100V的交流电源、52是电源变压器、在其次级侧上包括中心抽头52a，53是二极管电桥电路、一对的元件53a和53b的一端连接在电源变压器52的次级侧上，另一端与固态继电器54、55的各一端相连接。固态继电器54、55的另一端相互连接，其连接58连接在电解槽56的一方的电极56a上，另一方的电极56b连接在电源变压器52的中心抽头52a上。
作为固态继电器54、55，使用例如功率MOSFET元件，并将各自的栅极54G、55G连接到微型计算机57上。
利用微型计算机57，提供导通/断开固态继电器54或者55的栅极电流，将以从二极管电桥电路53输出的前述中心抽头52a作为基准的两波整流的+或者-的直流电压E+或者E-施加在电极56a、56b上。也就是说，每两个同极性地使用二极管电桥电路58的二极管D1-D4，并以中心抽头52a为基准、+、-两个电路构成两波整流电路。
从电源变压器52的初级侧形成与前述整流电路不同的半波整流电路60，并通过限幅器61、光电耦合器62将其输出信号输入到微型计算机57中。基于通过限幅器61的50或者60Hz的半波整流波形、微型计算机57对用其频率规定的断续波进行计数，并成为决定由导通/断开微型计算机57输出的固态继电器54或者55的信号及其输出时间和输出电压组成的占空比的基准脉冲。
也就是说，微型计算机基于前述基准脉冲、决定由电解→反转停止→逆洗→反转停止组成的一个周期的周期动作的占空比，借助于连续地重复这种周期、在排水中进行在电解槽中的电解电源的供给和逆洗电源的供给。此外，设置反转停止、用于固态继电器54、55的逆耐电压的保护，借助于设置反转停止时间，在高频操作一个周期的场合，也能在长期使用中稳定使用固态继电器54、55。
用于电解运转的例如在固态继电器54中供给的二极管电桥电路53供给的两波整流的脉流、在通常的电解操作中以最大75％程度的占空比在电极中供给。对此，在逆洗中提供的固态继电器55中供给的脉流、将其电力实行值设定在前述值或者前述值以上。其结果，在逆洗中供给等于或者大于电解运转的电力。也就是说，因相对于正常运转、比较短地设定逆洗运转，所以逆洗期间排水的pH也不会急剧地变化、并在基本稳定的状态下排出碱性水。
在前述中，虽然对用来自固态继电器54的输入电力进行电解运转、用来自固态继电器55的输出电力进行逆洗运转进行了说明，但相反地也可以用来自固态继电器55的输出电力进行电解运转、用来自固态继电器54的输出电力进行逆洗运转。
通过限幅器61、光电耦合器62输入到微型计算机57的信号，对市电频率50或者60Hz的不同进行检测，并进行占空比的校正。也就是说，从前述二极管电桥电路53向电极56a、56b供给电力，在相同操作中基于市电频率的不同、其占空比变化并且电解效力变动。为此，检测前述频率，对于频率的变化量的占空比进行校正。
作为前述整流电路，虽然示出了半波整流电路60，但当然也可以用全波整波电路。
图8表示采取与图7中所示的本发明相关的电解水生成电源装置的阴极水的动作的时间图的一例，是设定一个周期的周期动作在100m秒(10Hz)场合的图。
在图8中，①表示在微型计算机中动作的基准脉冲，分频市电频率、设定与前述一个周期的周期动作相当的基准脉冲，与此同时，按未图示的电解槽的动作、即规定用于获得所要的pH的阴极水的电力的操作信号，规定周期动作的占空比。例如由70m秒的电解和然后继续10m秒的停止期间、10m秒的逆洗期间和然后继续10m秒的停止期间，设定一个周期。并且，在装置的动作中重复这种一个周期。按前述一个周期的基准脉冲，输出使②所示的固态继电器54、55动作的开关信号。其结果，由固态继电器54、55输出③所示的两波整流电解电流。
虽然前述对以100m秒作为一个周期的周期动作的动作例进行了说明，但当然也能设定100m秒以外的周期动作。
在采取阳极水的场合，也可以与前述的场合相反、用两个固态继电器54、55的导通时间。
图9表示基于图8所示的时间图的微型计算机的一动作的流程图。
当装置一导通，就通过半波整流电路60、限幅器61和光电耦合器62、具有输入的基准脉冲101并开始电解动作，所要的是碱性水103则固态继电器(SSR1)104动作，在装在电解槽的阴极室中的阴电极上施加阴电压、在装在阳极室中的阳电极上施加阳电压，作为正常运转，从阴极室排出阴极水、从阳极室排出阳极水。此外，所要的是酸性水109则固态继电器(SSR2)109动作，在装在电解槽的阴极室中的阴电极上施加阳电压、在装在阳极室中的阳极电极上施加阴电压，从阴极室排出阳极水、从阳极室排出阴极水。在前述操作中，虽然对不断从同一排水口排出所要的水进行了说明，但也能从各别设备的各个排水口排水。
一开始前述正常运转，就具有基准脉冲并对电解时间105开始计数。然后，基于微型计算机57中存储电路中设定时间，超过规定的电解时间、例如70m秒的SSR1、SSR2停止动作。然后，进行由施加的电压的停止、施加电压的反转和施加电压的停止107组成的逆洗108。逆洗一结束、就进行正常运转111/逆洗112的确认，在正常运转111的场合，SSR2、112动作，在酸性水112的场合，SSR1、113动作，规定的一个周期结束。然后，继续这种周期、直至装置的动作结束时刻115。
采用第2发明的电解水生成装置及其逆洗装置，借助于具有市电频率、具有得到的基准脉冲、在正常运转中重复短时间的周期的逆洗，则能使对电极的附着物难于附着、防止电极的劣化、稳定状态地保持电极表面、并能谋得排出的pH的稳定化。这时，如前所述，在以往的逆洗机构中，在施加对阴、阳极的逆电电压之际，不能使用从阴极室排出的排水，而且必须排出该排水，装置的经济性低。但借助于设置具有规定占空比的逆电压施加期间，不仅可以谋得不同机种的洗净方法的标准化，而且在逆洗期间也能使用排水，且能得到不排放该排水的经济性高的连续式电解水生成装置。
借助于将第2发明的前述占空比做成不拘于电源频率的一定值，在电源频率不同的场合所使用电解水生成器，也能不断稳定得到一定pH的电解水。
图11表示与第3发明相关的测定装置的方框图，图12表示其动作时间图。
在图12中，在水流路径81中相邻设置二根例如耐腐蚀性的金属条作为电极82、83。这里，称电极82为一方的电极、称电极83为另一方的电极。用规定的大小加工不锈钢和白金做的圆棒和板做成这种金属条。该两电极的一方的电极82与单触发脉冲输出电54连接，同时另一方的电极83与由电容器85和电阻86组成的充电电路87、该充电电路87的放电用复位电路88和控制输出电路89连接。90、91是防止来自电极82、83和充电电路87的放电电流的逆流的二极管。电容器92在电解槽中通电之际，去除载在原水上的交流电流(脉动)，是用于对充电电路87不产生影响的滤波电路。
在图12(a)中，在电解中电极82、83上每隔数秒(例如5秒)重复输出来自单稳态触发冲脉输出电路84的脉冲。因此，这种场合，5秒为一个周期。单稳态触发脉冲的宽度是几十msec，较佳选择的适当的时间常数是10msec-20msec。
在图12(b)中，这种单触发脉冲到来之前，将促使来自前述充电电路87的放电的复位信号输入到复位电路88中，并在该复位时间中放电储存在充电电中87的电容器88中的电荷。
在图12(c)中，前述结果因在从单触发脉冲输出时刻到复位脉冲的输入时刻之间在电容器85上保持导电率检测电压，所以取出该电压作为控制电压输出。
如前所述，在具有复位电路88、一旦放电连接于另一方的电极83的充电电路87的充电后，在水流路径81中水流动的状态、将特定单稳态触发脉冲的脉冲宽度加到另一方的电极82上时，在水流路径81中流动的水，因含有电解质、具有某种电阻，脉冲产生与该电阻相当量的电压降低并对充放电电路87充电。因导电率与前述电阻相当量大约成正例，所以借助于测定控制电压输出，能得知导电率。
图13A-13C表示调查输入到变化单触发脉冲宽度时的控制输出电路中的电压变化的测定结果的一例。
图13A中表示前述测定中使用的电极的一例，沿水中的流动、SUS304的φ1.6的棒相邻设置电极82、83。这种场合的两个电极距离为8mm，电极长l为5mm。
用这种电极结构，在水温23℃、Vcc固定在5V时，单触发脉冲的时间常数一变化，就能得到如图13B、图13C所示的电极间控制电压输出和导电率之间关系的图。
图13B表示以10msec为单触发脉冲的时间常数的场合的图，图13c为22msec场合的图。这样，采用规定的时间常数，则能得到在电极间控制电压输出和导电率之间基本直线部分的关系，借助于测定电极间控制电压输出，能容易地得知导电率。
也就是说，借助于特定脉冲宽度，能从控制输出电路取出以线性电压变化作为水的导电率的变化。
图14表示将与图11所示的第3发明相关的测定装置适用于电解水生成装置的场合的图。在与图11中作用相同的构件上附以相同标号，同时省略重复的说明。
在图14中，通过对来自信号发生器的信号进行计数的计数器93、规定一个周期的时间，从计数器93的Q0、向设定单触发脉冲时间常数的定时器94输出信号。R1、C1是决定其时间常数的电阻和电容器。另一方面，从Q6向设定复位电路88的脉冲时间常数的定时器95输出信号。它们按图2所示的动作时间图动作。通过开关96和二极管90将定时器14的输出通电到另一方的电极2上。另一方面，将定时器15的输出输出到复位电路的开关17上，通过二极管91、对在充电电路87中充电的电荷进行放电。
图15表示将与第3发明相关的测定装置配置在电解水生成装置的电解槽流入侧场合的图。
在图15中，用离子穿透性隔膜120分开电解水生成装置，在插入阴极电121的阴极室122和插入阳电极123的阳极室124的阴、阳电极之间具有供给直流电压电路125并施加电压，对连续流进电解槽125的原水进行电解。
这种场合，将与本发明相关的测定装置119设置在电解槽的流入侧线127上，通过控制电路和128、将该输出输入到直流电压供给电路125中，控制该直流电压供给电路125中，控制该直流电压供给电路125。此外，129是充填活性碳和中空丝的净水器。在第3发明中基于净水器129的存在，测定装置119的测定值不受影响。
其结果，因具有前述测定装置、具有测定的导电率、并控制直流电压供给电路125，所以能得到稳定的pH的排水。
图16表示将与第3发明相关的测定装置配置在电解水生成装置的电解槽排水侧场合的图。在与图15中说明相同的构件上附以相同标号，同时省略重复的说明。
在图16中，将与本发明相关的测定装置119设置在电解槽的排水侧线130上，通过控制电路128、将该输出输入到直流电压供给电路125中，控制该直流电压供给电路125。
其结果，因具有前述测定装置、具有测定的导电率、并控制直流电压供给电路125，所以能得到稳定的pH的排水。
在图16中，虽然测定装置119仅设置在电解槽的阴极室侧，他也可以设置在阳极室侧，此外，也可以设置在阴、阳极室两侧。无论在那一种场合，通过控制电路128将其输出输入到直流电压供给电路125中，用于控制电解槽的供给电压。
第3发明的导电率测定装置，在必要的限度内测定电解槽中供给的原水的导电率，为了使从电解槽排水的阴、阳极水稳定并供给所要的pH的水，在电解槽前侧或者电解槽排水侧的水流路经中相邻设置二根金属条作为电极，在前述电极间施加电压并通电，测定流过前述电极间的水的导电率。借助于以脉冲作为该导电率测定装置的施加电压，同时在电极的另一方设置存储脉冲电流的电容电路，能测定稳定的导电率。因在电解槽中流动基于这种测定结果的电流，所以能按使用者的指定pH、从电解槽不断排出一定pH的电解水。
权利要求
1.一种电解水生成器，利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置电极，在所述电极间设置施加规定直流电压的电解电源、利用所述电极间的通电对所述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室内生成阴极水、在阳极室内生成阳极水，其特征在于，该生成器包括由插入具有所述电源的电源变压器初级侧的双向可控硅和控制该双向可控硅的通电相位的相位控制电路组成的所述直流电压的控制装置；所述相位控制电路包括应答于在所述电解槽内供给的原水的流量传感器、变换该传感器的输出脉冲的占空比的占空比变换电路、将该占空比变换电路的输出脉冲的频率变换成对应的电压的频率/电压变换电路和由应答于该频率/电压变换电路的输出电压的发光二极管以及应答于该发光二极管并与所述双向可控硅连接的光传导单元组成的光电耦合器。
2.一种电解水生成器，利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置阴电极和阳电极，在所述阴、阳电极间设置施加规定阴、阳直流电压的电解电源、利用所述阴、阳电极间的通电对所述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室内生成阴极水、在阳极室内生成阳极水，其特征在于，设置反转施加在所述阴、阳极上的电压极性并进行逆洗的机构，在所述阴、阳电极间施加阴、阳直流电压期间的一部分上，在阴、阳电极间设置施加阳、阴直流电压的期间，在施加该阳、阴直流电压的期间也继续与所述阴、阳电极间施加阴、阳直流电压期间相同的排水。
3.如权利要求2所述的电解水生成器，其特征还在于，在施加所述阳、阴直流电压期间的前后、设置电解停止期间。
4.如权利要求1和3所述的电解水生成器，其特征还在于，在所述阴、阳电极间施加的阳、阴直流电压等于或者大于在所述阴、阳电极间施加的阴、阳直流电压。
5.如权利要求2至4任一项所述的电解水生成器，其特征还在于，即使电源频率变化、在所述阴、阳电极间施加的阳、阴直流电流的占空比也是一定。
6.一种电解水生成器，利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置电极，在所述电极间设置施加规定直流电压的电解电源、利用所述电极间的通电对所述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室内生成阴极水、在阳极室内生成阳极水，其特征在于，设置在水流路径中相邻设置两块金属板作为电极、在所述电极间施加电压进行通电、测定流过所述电极间的水的导电率的测定装置，在该装置中，将所述两电极的一方与输出单触发脉冲的电路连接。与此同时，将由电容器组成的充电电路、该充电电路的放电复位电路和控制输出电路连接在另一方的电极上，并在电解槽的原水流入侧设置所述测定装置。
7.如权利要求6所述的电解水生成器，其特征还在于，所述单触发脉冲的脉冲宽度为10m-20msec，以从所述控制输出电路线性电压变化、取作水的导电率的变化部分。
8.如权利要求6所述的电解水生成器，其特征还在于，在到达另一方电极的充电电路的二极管的电极侧上连接电容器的一端、并将该电容器的另一端接地。
9.一种电解水生成器，利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置电极，在所述电极间设置施加规定直流电压的电解电源、利用所述电极间的通电对所述电解槽内供给的原水进行电解、并在阴极室内生成阴极水、在阳极室内生成阳极水，其特征在于，设置在水流路径中相邻设置两块金属板作为电极、在所述电极间施加电压进行通电、测定流过所述电极间的水的导电率的测定装置，在该装置中，将所述两电极的一方与输出单触发脉冲的电路连接，与此同时，将由电容器组成的充电电路、该充电电路的放电复位电路和控制输出电路连接在另一方的电极上，并在电解槽的排水侧设置所述测定装置。
10.如权利要求9所述的电解水生成器，其特征还在于，所述单触发脉冲的脉冲宽度为10m-20msec，以从所述控制输出电路线性电压变化、取作水的导电率的变化部分。
11.如权利要求9所述的电解水生成器，其特征还在于，在到达另一方电极的充电电路的二极管的电极侧上连接电容器的一端、并将该电容器的另一端接地。
全文摘要
本发明揭示一种电解水生成器，包括利用隔膜将电解槽分开成阴极室和阳极室、并在各自的室内设置电极，借助于在电极间施加规定直流电压、对电解槽内供给的原水进行电解，从阴极室得到碱离子水、从阳极室得到酸性水。其特征在于，能连续可变控制电解水pH值构成直流电压供给用电源，具有逆洗机构、将正常排水运转期间中规定的占空比的逆电压加在电极上能有效利用逆洗期间排水的电解水，设置导电率测定装置能得到一定的pH的电解水。
文档编号C02F1/461GK1156125SQ9611797
公开日1997年8月6日 申请日期1996年12月27日 优先权日1995年12月27日
发明者田中进 申请人:日本恩迪克股份有限公司