(57)【要約】【課題】電解水生成装置の電解注出運転を開始するときに過電流が流れないようにする。【解決手段】電解水生成装置１０においては、制御装置６０は、通水弁２２の開放による原水と送出ポンプ３２の作動による電解質水溶液とを混合した被電解水を電解槽１１内に供給させ、電解槽１１内にて電源装置４０により一対の電極１２ａ，１２ｂ間に直流電圧を印加して被電解水を電気分解して生成した電解水を注出する電解注出運転を実行するように制御しており、電解注出運転を開始するときに通水弁２２を先に開放してから送出ポンプ３２と電源装置４０とを作動させるように制御した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を配設した電解槽と、
給水源から前記電解槽に原水を供給する原水供給管路に介装された通水弁と、
電解質水溶液タンクから前記電解槽に電解質水溶液を供給する電解質水溶液供給管路に介装された送出ポンプと、
前記一対の電極間に直流電圧を印加する電源装置と、
前記通水弁と前記送出ポンプと前記電源装置の作動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記通水弁の開放による原水と前記送出ポンプの作動による電解質水溶液とを混合した被電解水を前記電解槽内に供給させ、前記電解槽内にて前記電源装置により前記一対の電極間に直流電圧を印加して前記被電解水を電気分解して生成した電解水を注出する電解注出運転を実行する電解水生成装置であって、
前記制御装置は、前記電解注出運転を開始するときに前記通水弁を先に開放してから前記送出ポンプと前記電源装置とを作動させるように制御したことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記一対の電極間に流れる電流を計測する電流計を備え、
前記制御装置は前記電源装置により前記電極間に設定電圧を印加した状態で前記電流計の計測電流が設定電流となるように前記送出ポンプによる電解質水溶液の流量を制御しており、
前記制御装置は、前記電解注出運転を開始するときに前記通水弁を先に開放してから、次に前記送出ポンプを作動させ、最後に前記電源装置を作動させるように制御したことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項３】
一対の電極を配設した電解槽と、
給水源から前記電解槽に原水を供給する原水供給管路に介装された通水弁と、
電解質水溶液タンクから前記電解槽に電解質水溶液を供給する電解質水溶液供給管路に介装された送出ポンプと、
前記一対の電極間に直流電圧を印加する電源装置と、
前記通水弁と前記送出ポンプと前記電源装置の作動を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記通水弁の開放による原水と前記送出ポンプの作動による電解質水溶液とを混合した被電解水を前記電解槽内に供給させ、前記電解槽内にて前記電源装置により前記一対の電極間に直流電圧を印加して前記被電解水を電気分解して生成した電解水を注出する電解注出運転を実行する電解水生成装置であって、
前記制御装置は、前記電解注出運転を開始するときに前記通水弁の開放と前記送出ポンプを先に作動させてから前記電源装置を作動させるように制御したことを特徴とする電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水を生成する電解水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、微酸性電解水を生成する電解水生成装置の発明が開示されている。この電解水生成装置は、一対の電極を配設した電解槽と、水道等の給水源から供給される原水を電解槽に供給する原水供給管路と、電解槽に供給される原水に塩化ナトリウム水溶液貯蔵タンクから塩化ナトリウム水溶液を供給する塩化ナトリウム水溶液添加ポンプと、原水に塩酸水溶液貯蔵タンクから塩酸水溶液を供給する塩酸水溶液ポンプと、一対の電極に直流電圧を印加する電源装置とを備えている。この電解水生成装置では、原水供給管路から供給される原水に塩化ナトリウム水溶液添加ポンプと塩酸水溶液ポンプとから供給される塩化ナトリウム水溶液と塩酸水溶液を混合した被電解水が連続的に電解槽に供給され、被電解水は電源装置から一対の電極に印加された直流電圧によって電気分解されて微酸性電解水となって注出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３７４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の電解水生成装置では、電解注出運転を開始させたときに、電解槽内に原水と電解液を同時に供給するとともに、電源装置により電極に直流電圧を印加して、被電解水を電気分解するように制御している。直前の電解注出運転が停電等で異常停止したときに、電解槽内の被電解水の電解質濃度が高いまま残ることがあり、この状態で電解槽内の電極に直流電圧を印加すると、電極間に過電流が流れ異常停止するおそれがあった。本発明は、電解水生成装置の電解注出運転を開始するときに過電流が流れないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、一対の電極を配設した電解槽と、給水源から電解槽に原水を供給する原水供給管路に介装された通水弁と、電解質水溶液タンクから電解槽に電解質水溶液を供給する電解質水溶液供給管路に介装された送出ポンプと、一対の電極間に直流電圧を印加する電源装置と、通水弁と送出ポンプと電源装置の作動を制御する制御装置とを備え、制御装置は、通水弁の開放による原水と送出ポンプの作動による電解質水溶液とを混合した被電解水を電解槽内に供給させ、電解槽内にて電源装置により一対の電極間に直流電圧を印加して被電解水を電気分解して生成した電解水を注出する電解注出運転を実行する電解水生成装置であって、制御装置は、電解注出運転を開始するときに通水弁を先に開放してから送出ポンプと電源装置とを作動させるように制御したことを特徴とする電解水生成装置を提供するものである。
【０００６】
上記のように構成した電解水生成装置においては、電解注出運転を開始するときに通水弁を先に開放してから送出ポンプと電源装置とを作動させるように制御したので、電解槽内に電解質が高濃度で残っていても、電解質の濃度は先に供給される原水によって低くなり、この状態で電源装置によって電極間に直流電圧を印加しても電極間に過電流が流れるのを防ぐことができた。
【０００７】
上記のように構成した電解水生成装置においては、一対の電極間に流れる電流を計測する電流計を備え、制御装置は電源装置により電極間に設定電圧を印加した状態で電流計の計測電流が設定電流となるように送出ポンプによる電解質水溶液の流量を制御しており、制御装置は、電解注出運転を開始するときに通水弁を先に開放してから、次に送出ポンプを作動させ、最後に電源装置を作動させるように制御するのが好ましい。電源装置の作動と送出ポンプの作動を同時に実行すると、送出ポンプにより送られる電解質水溶液は電解質水溶液供給管路を通過するために時間を要し、電源装置によって電解槽内の電極間に直流電圧を印加したときに、制御装置は電流計の計測電流が設定電流より低いことに基づいて送出ポンプの流量を増やすように制御することになり、電解槽内に過剰な電解質水溶液が送られようになって、電極間に過電流が流れるおそれがある。これに対し、制御装置は、電解注出運転を開始するときに通水弁を先に開放してから、次に送出ポンプを作動させ、最後に電源装置を作動させるように制御したので、電解槽内に電解質水溶液が供給された状態で、電源装置によって電解槽内の電極間に直流電圧を印加することができるようになって、電解槽内に送出ポンプによって過剰な電解質水溶液が送られないようになり、電解槽内に電解質水溶液が過剰に送られることに起因して電極間に過電流が流れるのを防ぐことができた。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の他の実施形態では、一対の電極を配設した電解槽と、給水源から電解槽に原水を供給する原水供給管路に介装された通水弁と、電解質水溶液タンクから電解槽に電解質水溶液を供給する電解質水溶液供給管路に介装された送出ポンプと、一対の電極間に直流電圧を印加する電源装置と、通水弁と送出ポンプと電源装置の作動を制御する制御装置とを備え、制御装置は、通水弁の開放による原水と送出ポンプの作動による電解質水溶液とを混合した被電解水を電解槽内に供給させ、電解槽内にて電源装置により一対の電極間に直流電圧を印加して被電解水を電気分解して生成した電解水を注出する電解注出運転を実行する電解水生成装置であって、制御装置は、電解注出運転を開始するときに通水弁の開放と送出ポンプを先に作動させてから電源装置を作動させるように制御したことを特徴とする電解水生成装置を提供するものである。このようにしたときにも、電解槽内に電解質水溶液が供給された状態で、電源装置によって電解槽内の電極間に直流電圧を印加することができるようになって、電解槽内に送出ポンプによって過剰な電解質水溶液が送られないようになり、電解槽内に電解質水溶液が過剰に送られることに起因して電極間に過電流が流れるのを防ぐことができた。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電解水生成装置の概略図である。
【図２】制御装置のブロック図である。
【図３】電解質水溶液の塩酸濃度と、原水のＭアルカリ度と、原水の水温により設定した電流と電圧を示す表である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の電解水生成装置の一実施形態を添付図面を参照して説明する。本発明の電解水生成装置１０は、被電解水を無隔膜の電解槽１１内で電気分解することによって微酸性電解水を生成するものであり、特にｐＨ５．０〜６．５、有効塩素濃度１０〜８０ｐｐｍの微酸性電解水を生成するものである。電解水生成装置１０は、電解槽１１と、電解槽１１に原水を供給する原水供給管路２０と、原水に塩酸を含む電解質水溶液を供給する電解質水溶液供給管路３０と、電解槽１１の電極１２ａ，１２ｂに直流電圧を印加する電源装置４０とを備えている。
【００１１】
電解槽１１は被電解水を電気分解するものである。電解槽１１は一室型の無隔膜電解槽であり、電解槽１１には一対の電極１２ａ，１２ｂが配設されている。電解槽１１には水道等の給水源から原水を供給する原水供給管路２０と、電解槽１１で生成された微酸性電解水を注出する注出管路１３とが接続されている。
【００１２】
原水供給管路２０には減圧弁２１と通水弁２２が介装されている。給水源から送られる原水は減圧弁２１によって圧力が下げられ、通水弁２２の開放によって電解槽１１に供給される。また、原水供給管路２０には温度センサ２３と流量計２４が介装されており、温度センサ２３は原水供給管路２０を通過する原水の温度を検出し、流量計２４は原水供給管路２０を通過する原水の流量を検出する。なお、この原水供給管路２０にはアルカリ度測定器を設け、アルカリ度測定器により原水のＭアルカリ度を計測するようにしてもよい。
【００１３】
原水供給管路２０には電解質水溶液供給管路３０が接続されている。電解質水溶液供給管路３０は電解質水溶液タンク３１から電解質水溶液を原水供給管路２０を介して電解槽１１に供給するものである。電解質水溶液タンク３１内に貯えた電解質水溶液は少なくとも塩酸を含むものであり、この実施形態では飽和塩化ナトリウム水溶液に塩酸を所定濃度となるように調製したものである。電解質水溶液供給管路３０には送出ポンプ（送出手段）３２が介装されており、電解質水溶液タンク３１内の電解質水溶液は送出ポンプ３２の作動によって電解質水溶液供給管路３０を通って原水供給管路２０に送られる。送出ポンプ３２は流量可変型のポンプであり、パルス信号によるポンプのストローク数によって回転速度を変えることで流量が調節されるようになっている。電解質水溶液タンク３１内の電解質水溶液は原水のＭアルカリ度によって異なる塩酸濃度の電解質水溶液が用いられる。具体的には、原水のＭアルカリ度が２０〜４０ｐｐｍのときには塩酸濃度が０．８ｗｔ％の電解質水溶液を用い、原水のＭアルカリ度が４０〜６０ｐｐｍのときには塩酸濃度が１．０ｗｔ％の電解質水溶液を用い、原水のＭアルカリ度が６０〜８０ｐｐｍのときには塩酸濃度が１．２ｗｔ％の電解質水溶液を用いるようにしている。
【００１４】
電源装置４０は電解槽１１内の電極１２ａ，１２ｂに直流電圧を印加して、電解槽１１内の被電解水を電気分解するものである。電源装置４０と電極１２ａとの間には電流計４１が接続されており、電流計４１は電源装置４０から電極１２ａを接続する配線を流れる電流を計測することで、電解槽１１を流れる電解電流を計測するものである。電極１２ａ，１２ｂの間には電圧計４２が接続されており、電圧計４２は電極１２ａ，１２ｂに印加される電圧を計測することで、電解槽１１の電解電圧を計測するものである。
【００１５】
電解水生成装置１０は操作パネル５０を備えており、操作パネル５０には表示パネルと操作ボタン（何れも図示省略）が設けられている。表示パネルには温度センサ２３により検出した原水の水温、電流計４１により計測した電流及び電圧計４２により計測した電圧、電解質水溶液タンク３１内の電解質水溶液の液切れ状態等を表示可能としている。また、各種操作ボタンは微酸性電解水の注出操作（注出ボタン）、表示パネルによる表示の切り替え、原水のＭアルカリ度及び電解質水溶液の塩酸濃度の入力等をするものである。
【００１６】
図２に示したように、電解水生成装置１０は制御装置６０を備えており、制御装置６０は、通水弁２２、温度センサ２３、流量計２４、送出ポンプ３２、電源装置４０、電流計４１、電圧計４２及び操作パネル５０に接続されている。制御装置６０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びタイマ（いずれも図示省略）を備えている。
【００１７】
制御装置６０は、ＲＯＭに電気分解により微酸性電解水を連続的に電気分解により生成して注出する電解注出運転を実行する電解制御プログラムを備えており、図３に示したように、電解制御プログラムは被電解水を電気分解するときの設定電流と設定電圧が微酸性電解水の要求特性を満たすように原水のＭアルカリ度（アルカリ度）と電解質水溶液の塩酸濃度とに応じて設定されている。電解制御プログラムの設定電流と設定電圧は、原水のアルカリ度と電解質水溶液の塩酸濃度だけでなく、原水の温度にも応じて設定されている。制御装置６０は、電解制御プログラムの電解注出運転を実行すると、電解槽内１１には原水供給管路２０から供給される原水に送出ポンプ３２により送り出される電解質水溶液とを混合した被電解水が供給され、電源装置４０により電解槽１１内の電極１２ａ，１２ｂ間に設定電圧を印加した状態で電流計４１の計測電流が設定電流となるように送出ポンプ３２による電解質水溶液の流量が制御され、被電解水は電気分解されて微酸性電解水となって注出管路１３から注出される。
【００１８】
この電解水生成装置１０における微酸性電解水の注出をするための電解制御プログラムの電解注出運転について説明する。電解水生成装置１０を設置したときには、制御装置６０の電解制御プログラムに設置場所で測定した原水のＭアルカリ度と、原水のＭアルカリ度に対応した電解質水溶液の塩酸濃度を各種操作ボタンの操作によって入力しておく。操作パネル５０の注出用の操作ボタンを押動動作すると通水弁２２が開放され、給水源の原水が原水供給管路２０を通って電解槽１１に供給される。また、上述したように、微酸性電解水の要求特性を満たすために、予め入力した原水のＭアルカリ度と電解質水溶液の塩酸濃度と、温度センサ２３による検出水温に基づいた設定電流と設定電圧となるように、制御装置６０は電圧計４２により計測される電圧が設定電圧となるように電源装置４０による電極１２ａ，１２ｂ間の電圧の印加を制御するとともに、電流計４１により計測される電流が設定電流となるように送出ポンプ３２の回転速度を変えて電解質水溶液の流量を制御している。
【００１９】
電解槽１１内に連続的に供給される被電解水は電源装置４０から電極１２ａ，１２ｂの間を流れる直流電流により電気分解され、アノード側で塩素イオンが次亜塩素酸となり、カソード側ではナトリウムイオンと水の反応で水酸化ナトリウムと水素ガスが発生する。また、カソード側で発生した水酸化ナトリウムは被電解水に含まれる塩酸によって中和され、生成された電解水は全体としてｐＨが５．０〜６．５となる。このように、電解水生成装置１０で連続的に生成される電解水は、ｐＨが５．０〜６．５で有効塩素濃度が１０〜８０ｐｐｍの要求特性を満たした微酸性電解水となっている。
【００２０】
この電解水生成装置１０においては、直前に実行した電解注出運転が停電等で異常停止していると、電解槽１１内に電解質水溶液の濃度が高い被電解水が残っているおそれがある。この状態で電解槽１１内の電極１２ａ，１２ｂに直流電圧を印加すると、電極１２ａ，１２ｂ間に過電流が流れ異常停止するおそれがある。このため、制御装置６０は、電解注出運転を開始するときに、通水弁２２を先に開放し、次に（例えば３秒後に）送出ポンプ３２と電源装置４０とを作動させるように制御している。このように制御することで、電解槽１１内に電解質水溶液の濃度が高い被電解水が残っていても、電解槽１１に先に供給される原水によって被電解水の電解質水溶液の濃度を低くすることができ、電源装置４０によって電極１２ａ，１２ｂ間に直流電圧を印加しても電極間に過電流が流れるのを防ぐことができた。
【００２１】
また、通水弁２２の開放後に、電源装置４０の作動と送出ポンプ３２の作動を同時に実行すると、送出ポンプ３２により送られる電解質水溶液が電解質水溶液供給管路３０を通過することで電解槽１１に届く前に、電源装置４０によって電解槽１１内の電極間１２ａ，１２ｂに直流電圧が印加され、制御装置６０は電流計４１の計測電流が設定電流より低いことに基づいて送出ポンプ３２の流量を増やすように制御することになり、電解槽１１内に過剰な電解質水溶液が送られようになって、電極１２ａ，１２ｂ間に過電流が流れるおそれがある。これに対し、制御装置６０は、電解注出運転を開始するときに通水弁２２を先に開放してから、次に（例えば３秒後に）送出ポンプ３２を一定の流量となるように作動させ、最後に（例えば２秒後に）電源装置４０を作動させるように制御している。このように制御することで、電解注出運転を開始するときに、電解槽１１内に電解質水溶液が遅れることなく供給された状態で、電源装置４０によって電解槽１１内の電極１２ａ，１２ｂ間に直流電圧を印加することができるようになり、電解槽１１内に送出ポンプ３２によって過剰な電解質水溶液が送られないようになって、電解槽１１内に電解質水溶液が過剰に送られることに起因して電極１２ａ，１２ｂ間に過電流が流れるのを防ぐことができた。
【００２２】
また、他の実施形態では、制御装置６０は、電解注出運転を開始するときに、通水弁２２の開放と送出ポンプ３２を一定の流量で先に作動させてから、電源装置４０を作動させるように制御してもよい。このようにしたときにも、電解槽１１内に電解質水溶液が供給された状態で、電源装置４０によって電解槽１１内の電極１２ａ，１２ｂ間に直流電圧を印加することができるようになって、電解槽１１内に送出ポンプ３２によって過剰な電解質水溶液が送られないようになり、電解槽１１内に電解質水溶液が過剰に送られることに起因して電極間に過電流が流れるのを防ぐことができた。
【符号の説明】
【００２３】
１０…電解水生成装置、１１…電解槽、１２ａ，１２ｂ…電極、２０…原水供給管路、２２…通水弁、３０…電解質水溶液供給管路、３１…電解質水溶液タンク、３２…送出ポンプ、４０…電源装置、４１…電流計、６０…制御装置。
【図１】
2019098202.tif 000003
【図２】
2019098202.tif 000004
【図３】
2019098202.tif 000005