JPS6127117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バツテリー動作の際に陽極酸化を適
用した水殺菌装置の浄化セルの給電電流を調整す
る装置に関する。

水殺菌のために陽極酸化を適用することは公知
である。その際浄化セルを直流電流で動作させる
のが通常のことであり、その際有効な殺菌のた
め、所定の電流強度および所定の電圧が、所定の
時間の間作用しなければならない。その際浄化セ
ル内の電流強度は、浄化すべき水の導電度に応じ
て変動する。それによりわずかな容量のバツテリ
ーを有する小さな携帯用旅行器具に陽極酸化を適
用する際、一方において浄化すべき水の導電度が
高いとバツテリーの負荷が大きくなりすぎ、また
他方において浄化セルに加わる電圧が低くなりす
ぎ、従つて殺菌作用が不十分になる、という危険
がある。水の導電度が非常に低い別の極端な場合
にも、浄化セルを流れる電流が少なすぎるので存
在する細菌が死滅しない、という危険がある。

それ故に本発明の課題は、陽極酸化により水浄
化を行う装置において同時に限界の場合を監視し
ながら電流および電圧に対して自動動作する調整
系を提供することにある。

本発明によれば、この課題は次のようにして解
決される。すなわち陽極酸化を用いて殺菌を行う
浄化セルを備えた水殺菌装置の給電電流を調整す
る装置において、浄化セルの回路において、プラ
ス線を基点として固定抵抗と可変抵抗としての調
整トランジスタのコレクタ・エミツタ間と、浄化
セルとが直接に順次直列接続されており、前記固
定抵抗は浄化セルの回路のための電流検出素子と
して作用し、さらに調整トランジスタのベース
が、差動増幅器の出力によつて制御可能であり、
この差動増幅器の第１の入力端子が、固定抵抗と
調整トランジスタのエミツタとの間の接続部に接
続されており、かつこの差動増幅器の第２の入力
端子が、定電圧源に接続されているようにする。

浄化セルがある回路内に調整トランジスタのコ
レクタ・エミツタ間を含めれば、浄化すべき水の
種々の導電度によつて生じる浄化セルの変化する
内部抵抗を、調整トランジスタの内部抵抗の相応
した変化によつて補償することができ、従つて浄
化セルを流れるほぼ一定の電流を得ることができ
る。それにより生じることがある導電度の非常に
広い範囲にわたつて浄化セルの電流入力をほぼ一
定に保つことができ、それにより特に均一な浄化
作用を得ることができ、かつ同時にバツテリーを
過負荷にならないように保護することができる。

さらに差動増幅器を上記のように配置すれば、
浄化セルの電流が流れる固定抵抗における電圧降
下を一定電圧と比較することができ、かつ差があ
つた際に調整トランジスタを介して追従調整する
ことができるので、浄化セルを流れる電流は実質
的に一定値をとる。

本発明の有利な実施例によれば差動増幅器の出
力端子と第２の入力端子との間に、調整曲線を直
線化するため帰還抵抗が配置されている。この帰
還抵抗の挿入によつて差動増幅器の増幅度は、負
帰還のため全調整範囲にわたつて直線状調整曲線
が得られ、かつ差動増幅器が飽和範囲に入らない
ようになる程度に低下する。

本発明の実施例によれば、電流帰還のため差動
増幅器と電流供給アース線との間に、抵抗が配置
されている。このようにして例えば水の導電度が
非常に低いので浄化セルの負荷抵抗が高い際、ま
たは浄化セルへの給電線がしや断した際、調整ト
ランジスタの調整範囲を越えたためベース直列抵
抗だけを介して制限されたベース電流が差動増幅
器を破壊することが防止される。すなわちこの動
作の場合調整トランジスタは完全に導通してい
る。

浄化すべき水の導電度を監視するために光学表
示装置を配置すると特に有利であり、この光学表
示装置は、浄化セルに加わる電圧に依存して制御
可能である。それにより光学的方法で装置の利用
者に、浄化セル内の電流を一定に維持したため調
整された電圧が支障ない殺菌作用に必要な範囲内
にあるかどうかを示す。浄化セルに加わる電圧
が、浄化すべき水の導電度に対して支障ない程度
を示すので、この表示装置は特に正確である。そ
の際浄化すべき水が正常な導電度である場合に発
光表示装置が、例えば緑に点灯するか、または導
電度が所定の限界の外にある場合に発光表示装置
が赤く点灯するかどうかはあまり重要でない。

本発明の別の実施例によれば、光学表示装置を
制御するため、複数の入力端子を有するANDゲ
ートが設けられており、このANDゲートの出力
端子が、スイツチトランジスタのベースに接続さ
れている。その際スイツチトランジスタのコレク
タ・エミツタ回路内に発光表示装置がある。

本発明の実施例によれば、浄化すべき水の所定
の下限および上限導電度を検出するため、浄化セ
ルに対して並列にしや断方向に向けたそれぞれ１
つのダイオードおよび相応した電流制限抵抗が配
置されており、これらのうち上限導電度用の１つ
のダイオードの陽極が、１つのゲート入力端子に
直接または抵抗を介して接続されており、下限導
電度用の別のダイオードの陽極が、電流制限抵抗
を介して別のスイツチトランジスタのベースに接
続されており、その際スイツチトランジスタのコ
レクタ・エミツタ間とプラス線との間に固定抵抗
が配置されており、かつゲートの別の入力端子
が、抵抗を介して固定抵抗とスイツチトランジス
タのコレクタ・エミツタ間との間の接続線に線続
されている。発光表示装置用のスイツチ信号を発
生するため、ゲートの１つの入力端子が、上限導
電度に達した際、すなわち所定の値よりもセル電
圧が低下した際にしや断状態に移行するダイオー
ドの陽極に接続されている。下限導電度を越えた
際、すなわちセル電圧が上限値を上回つた際の表
示のため、第２のダイオードの陽極が導通にな
り、かつスイツチ信号が、スイツチトランジスタ
のベースに到来する。それによりこのスイツチト
ランジスタのコレクタ・エミツタ間が導通し、か
つここに接続された別のゲート入力端子をアース
線に接続する。

発光表示装置を制御するため、ゲートの別の入
力端子が利用され、しかもこの入力端子は、しや
断方向に向けられたダイオードの陽極に接続され
ており、このダイオードは、プラス線とアース線
との間に配置されている。このようにしてバツテ
リーから供給される電圧も同様に発光表示装置を
介して監視される。

本発明の実施例によれば、電源と調整部との間
のアース線内に、スイツチトランジスタのコレク
タ・エミツタ間が配置されており、このトランジ
スタのベースが、第２のANDゲートの出力端子
に接続されており、その際このゲートの入力端子
が、水表示器に接続されている。装置の適当な個
所にこの水表示器を配置すると、それによりバツ
テリーに不用意に負荷をかけないように、水の存
在に応じて全電源をしや断し、しかも主スイツチ
に無関係にしや断することができる。

本発明の実施例によれば、表示器は装置の水供
給部に配置された無接点スイツテチから成り、こ
のスイツチは、固定抵抗と直列にして電源に対し
て並列に接続されており、その際ゲートの相応す
る入力端子が、表示器と固定抵抗との間の接続線
に接続されている。水が無接点スイツチを通つて
流れると、この位置に電流を流す有限の抵抗値が
生じる。この電流は、固定抵抗に電圧降下を生
じ、この電圧降下によつてゲートは、スイツチト
ランジスタを導通させる。

両方のゲート用の給電線が、電源（バツテリ
ー）に直接接続されていると、その際特に有利で
ある。一方においてこれらの部品の電流消費は非
常に少く、かつ他方においてこれらの部品は電流
をしや断した際にも動作していなければならない
ので、これらの部品は、その他の電流しや断から
除外されている。さらに本発明の実施例によれ
ば、発光表示装置を制御するゲートのそれぞれの
入力端子とアース線との間に、しや断方向に向い
た電圧制限ダイオードが配置されており、かつ他
方においてこれらそれぞれのダイオードとアース
線との間に、導通方向に向いた別のダイオードが
配置されている。しや断方向に向けて配置された
ダイオードは、それぞれゲートの入力端子におけ
る最大電圧を制限し、一方これらのダイオードと
アース線との間に配置されかつ導通方向に向けて
接続されたダイオードは、電流しや断を行うスイ
ツチトランジスタのコレクタ・エミツタ間が高抵
抗範囲に達し、従つてアース線が非常に高い電位
に達した時に、ゲートの過負荷を防止する。

本発明の実施例を以下図面によつて説明する。

回路は、プラス線Ｐおよびアース線Ｍを有す
る。プラス線Ｐは、主スイツチＨおよび切換スイ
ツチＫによつてバツテリーＢの正端子に接続可能
である。切換スイツチＫは、外部バツテリーまた
は電源装置から装置に給電できるように設けられ
ている。バツテリーＢの負端子は、アース線Ｍに
直接接続されていない。回路は、大体において３
つの部分（，および）に分解できる。それ
ぞれの部分について次に説明する。

部分：部分は、浄化セルＲ_Lの電流調整部
を含んでいる。この浄化セルＲ_Lの一方の極板ま
たは一方の板群は、アース線Ｍに直接接続されて
いる。他方の極板（板群）は、スイツチトランジ
スタT₁のコレクタに接続されている。トランジ
スタT₁のエミツタは、固定抵抗R₃を介してプラ
ス線Ｐに接続されている。この回路内に、陽極酸
化のため必要な電流が流れる。抵R₃、トランジ
スタT₁のコレクタ・エミツタ間および浄化セル
は、分圧器をなしている。抵抗R₃は固定抵抗値
を有するが、浄化セルＲ_LおよびトランジスタT₁
は可変低抗値を有する。トランジスタT₁のベー
スは、差動増幅器Ｖを介して制御される。その際
増幅器Ｖの一方の入力端子（＋）は、トランジス
タT₁のエミツタに接続されているが、他方の入
力端子（−）は、定電圧源に接続されている。こ
の定電圧源は、しや断方向に向けられたツエナダ
イオードD₁で示されている。さらに増幅器Ｖの
１つの入力端子（−）は、抵抗R₁を介して出力
端子Ａに接続されている。この抵抗R₁は、帰還
抵抗として作用し、かつ差動増幅器Ｖの直線制御
曲線を生じさせる。トランジスタT₁のベースと
出力端子との間に、ベース電流制限抵抗R₂が配
置されている。コンデンサC₁は、抵抗R₁と共に
周波数特性補償のため使われる。増幅器Ｖは、電
流供給のためプラス線Ｐおよびアース線Ｍに接続
されており、その際アース線Ｍへの線内に抵抗
R₄が配置されている。この抵抗R₄はトランジス
タT₄が導通した際に電流帰還を生じさせる。コ
ンデンサC₂は、妨害電圧およびサージ電圧を抑
圧するために使われる。この部分の動作は次の
ようになつている。

浄化セルＲ_L内に浄化すべき水がある場合、水
の多かれ少なかれ大きな導電度のため、プラス線
Ｐから抵抗R₃、トランジスタT₁のコレクタ・エ
ミツタ間および浄化セルＲ_Lを介してアース線Ｍ
へ電流が流れる。支障ない殺菌を行うため必要な
電流は、浄化セルの寸法、板間隔等に応じて周知
である。この電流によつて固定抵抗R₃に生じる
電圧降下は、差動増幅器Ｖによつて、ツエナダイ
オードD₁により生じる一定基準電圧と比較され
る。両方の電圧に差があると、増幅器Ｖの入力端
子において両方の電圧が一致するまでトランジス
タT₁は、増幅器Ｖによつて追従制御される。こ
の追従制御に応じてトランジスタT₁のベース
は、コレクタ・エミツタ間の抵抗値が相応して変
化するように増幅器Ｖの出力Ａによつて制御され
る。それにより浄化セルＲ_Lを通つて流れる電流
を大体において一定の維持することができる。そ
の際帰還結合によつて抵抗R₁は、全調整範囲に
わたつて直線状調整曲線が得られるまで、増幅器
Ｖの増幅度を低下する。浄化セルＲ_Lの抵抗が特
に大きい際、すなわち非常に低い導電度を有する
化学的に非常に純枠な水である際、または浄化セ
ルの給電線がしや断した際、トランジスタT₁の
コレクタ・エミツタ間は、増幅器Ｖによつて完全
に導通にされる。この場合プラス線Ｐから抵抗
R₃、エミツタ区間、ベース、ベース制限抵抗R₂
および増幅器Ｖを介してアース線Ｍへ、非常に大
きなベース電流が流れる。この場合抵抗R₄が、
増幅器を通つて流れる電流を、許容可能な最大値
に制限する。

部分：この部分は、大体において水浄化装置
の動作準備状態の発光表示に関する。その際次の
ような動作状態を表示する。

１ 浄化すべき水の導電度が高すぎる場合、これ
によりあまりに多量に塩を含んだ水を初めから
除外するようにする。

２ 浄化すべき水の導電度が低すぎる場合、これ
により浄化セルを流れる電流が不十分である時
にわずかしか殺菌されない水が使われることを
確実に防止するようにする。

３ バツテリーの電圧が低すぎる場合、これによ
り必要なバツテリー交換を指示するようにす
る。

水の導電度に応じた検査は、トランジスタT₁
のコレクタと浄化セルＲ_Lとの間で行われる。こ
の位置に生じる電圧は、水の導電度に対する尺度
である。所定の程度以上に導電度が上昇すると、
ツエナダイオードD₂がしや断し、かつ抵抗R₁₂を
介してもはや正の電圧がゲートG₁の入力端子３
に達しない。それによりゲートが閉じ、同様にト
ランジスタT₃がしや断し、かつ発光ダイオード
Ｌが消灯する。しかし水の導電度が所定の値を超
えて低下すると、ツエナダイオードD₃における
電圧が上昇し、トランジスタT₂が導通する。そ
れによりトランジスタT₂のコレクタ・エミツタ
間が導通になり、抵抗R₈がコレクタ・エミツタ
間に対して高抵抗になり、かつ抵抗R₁₀を介して
ゲートG₁の入力端子１がアース線Ｍに接続され
る。それにより同様にゲートがしや断される。バ
ツテリー電圧が、ツエナダイオードD₁₂のしや断
値以下に低下し、従つて抵抗R₁₁およびゲートG₁
の入力端子２を介してもはや信号が供給されない
と、同じ過程が生じる。これらすべての場合トラ
ンジスタT₃に対する制御パルスは生ぜず、かつ
発光ダイオードＬは消灯する。相応した信号が生
じた際に常に発光するような形式の発光表示もも
ちろん可能であるが、これによりバツテリー電圧
が低い際にさらにバツテリーＢの負荷が増加す
る。

ツエナダイオードD₁₀は、ゲートG₁およびG₂に
対する給電電圧安定化のために使われる。

ツエナダイオードD₄ないしD₆は、ゲートG₁の
入力端子に対して入力電圧を制限するために使わ
れる。抵抗R₁₀ないしR₁₂は、さらに高い電圧が生
じた際に電流制限およびツエナダイオードの保護
のために使われる。これらツエナダイオードとア
ース線Ｍとの間に導通方向にして接続されたダイ
オードD₇ないしD₉の動作は、部分の説明と関
連して詳細に説明する。

部分：この部分は、装置全体の電源、および
エネルギー節約のための電流しや断部を含んでい
る。通常のようにバツテリーＢは正端子および負
端子を有する。負端子は、その他の回路のアース
線に直接接続されていない。この負端子とアース
線との間にトランジスタT₄のコレクタ・エミツ
タ間が接続されている。このスイツチトランジス
タは所定の条件下でこの接続をしや断し、かつそ
れによりそれぞれの電流消費を中止する。バツテ
リーＢとその他の回路との間でプラス線内に、主
スイツチＨが配置されており、かつこれに直列に
切換スイツチＫが配置されており、この切換スイ
ツチによつて外部バツテリーまたは電源装置を接
続できる。電流しや断部は、大体においてスイツ
チトランジスタT₄、ゲートG₂および表示器を
有する。表示器は、水殺菌装置の水供給部内に
配置されており、かつ密接に対向した電極から成
つている。水が流れる際にこの位置における水の
導電度のため、相応した電流を流す有限の抵抗が
生じる。表示器は、プラス線Ｐと抵抗R₁₆との
間に接続されており、その際この抵抗R₁₆は、バ
ツテリーＢの負端子に直接接続されている。この
ようにして得られた分圧器は、ゲートG₂の入力
端子に接続されている。表示器を流れる水の所
定の導電度から、ゲートG₂の相応する入力端子
が作用を受け、それにより抵抗R₁₇を介してスイ
ツチトランジスタT₄のベースが制御され、かつ
トランジスタが導通する。それにより全装置の給
電が確実に行われる。表示器に導通する水がな
いと、同様にゲートG₂の入力端子に電圧が生ぜ
ず、かつトランジスタT₄のコレクタ・エミツタ
間が最大抵抗値になる。従つて装置に電流は流れ
ない。装置の動作準備状態を維持するため、両方
のゲートG₁およびG₂および表示器は、バツテ
リーＢの負端子に直接接続されている。その他の
すべての部品に対して電流の戻しを行うアース線
Ｍは、スイツチトランジスタT₄を介して接続さ
れている。ダイオードD₁₂は、ゲートG₂の入力端
子の電圧を許容可能な最大値に制限する。この電
流しや断と関連してゲートG₁への入力線内にダ
イオードD₇ないしD₉が使われている。これらの
ダイオードは、ツエナダイオードD₄ないしD₆と
アース線Ｍとの間に接続されており、しかも導通
方向に向けて接続されている。これらのダイオー
ドD₇ないしD₉は、スイツチトランジスタT₄が制
御されない時に、ゲートG₁の入力端子を過負荷
から保護する。この場合アース線Ｍは、負端子に
対して電位上昇し、これによりゲートG₁の入力
端子の導通が行われる。その際ダイオードD₇な
いしD₉がこの導通を阻止するように動作し、こ
れらのダイオードは、この場合しや断方向に向け
て接続されている。

発光ダイオードＬを操作する回路は、ほぼ100
μないしほぼ2000μの浄化すべき水の導電度
範囲に合わせて構成されている。同様に表示器
は、ほぼ100μまでに応答する。

【図面の簡単な説明】

図は、バツテリー動作による陽極酸化を基にし
た水殺菌装置の全電源を示す回路図である。 Ｒ_L……浄化セル、Ｌ……発光ダイオード、Ｋ
……切換スイツチ、Ｈ……主スイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽極酸化を用いて殺菌を行う浄化セルを備え
   た水殺菌装置の給電電流を調整する装置におい
   て、浄化セルR₁の回路において、プラス線を基
   点として固定抵抗R₃と可変抵抗としての調整ト
   ランジスタT₁のコレクタ・エミツタ間と、浄化
   セルＲ_Lとが直接に順次直列接続されており、前
   記固定抵抗R₃は浄化セルＲ_Lの電流回路のための
   電流検出素子として作用し、さらに前記調整トラ
   ンジスタT₁のベースは差動増幅器Ｖの出力を介
   して制御可能であり、該差動増幅器の第１の入力
   端子（＋）は固定抵抗R₃と調整トランジスタT₁
   のエミツタとの間に接続されており、かつこの差
   動増幅器の第２の入力端子（−）は定電圧源に接
   続されていることを特徴とする、水殺菌装置の給
   電電流を調整する装置。 ２ 差動増幅器Ｖの出力端子Ａと第２の入力端子
   （−）との間に、調整曲線を直線化するため帰還
   抵抗R₁が配置されている、特許請求の範囲第１
   項記載の水殺菌装置の給電電流を調整する装置。