(57)【要約】【課題】【解決方法】  汚染物質膜蓄積を自動的にモニターし、汚染物質膜を自動的に除去またはクリーニングする槽を含んだ低メンテナンス性で高信頼性の現場生成装置およびクリーニング方法。本方法および装置は作業員の介在を必要としない。高電流密度槽のため、好適にはクリーニングは電極の極性を逆転させて電極に低い電流密度を適用することで実施される。逆極性クリーニングのために第２低電流密度電源を使用できる。好適には電解物質流量はモニターされ、自動的に調節される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を含む電解槽の洗浄方法であって、
複数の電極の極性を逆転させるステップと、
前記電解槽の通常稼動に使用される稼動電流密度より低い洗浄電流密度を前記電極に提供するステップと、
を含んでいることを特徴とする電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項２】
前記電解槽は１リットルあたり４グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成することを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項３】
前記電解槽は１リットルあたり５グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成することを特徴とする請求項２記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項４】
前記遊離塩素の濃縮物は１リットルあたり８グラムであることを特徴とする請求項３記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項５】
前記稼動電流密度は１平方インチあたり１アンペア以上であることを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項６】
前記洗浄電流密度は稼動電流密度の２０％以下であることを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項７】
前記洗浄電流密度は稼動電流密度の１０％から１５％の間であることを特徴とする請求項６記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項８】
前記提供するステップは３０分間以下で実施されることを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項９】
前記提供するステップは５分から１０分の間で実施されることを特徴とする請求項８記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１０】
前記逆転するステップは、電源継電器の使用ステップ、スイッチ器具の使用ステップのうちの少なくとも１つを含んでいることを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１１】
前記稼動電流密度は稼動電源によって提供され、洗浄電力密度は別体の洗浄電源によって提供されることを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１２】
前記洗浄電源の発電能力は稼動電源の発電能力よりも低いことを特徴とする請求項１１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１３】
前記電解槽を介して電解物質の流量をモニターするステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１４】
前記モニターするステップは流量計、ロータメーターまたは圧力変換器を使用するか、あるいは電解槽入口に配置された第１サーモカップルまたはサーモウェルと電解槽出口に配置された第２サーモカップルまたはサーモウェルを介した電解槽の温度差をモニターすることで実行されることを特徴とする請求項１３記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１５】
流量を自動的に調節するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１３記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１６】
所定の流量時に洗浄サイクルを開始するステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項１３記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１７】
電極を含んだ電解槽の洗浄方法であって、本方法は、
複数の電極の極性を逆転させるステップと、
電解槽の通常稼動で使用される稼動電位差よりも低い洗浄電位差を電極に提供するステップと、
を含んでいることを特徴とする電極を含む電解槽洗浄方法。
【請求項１８】
通常稼働中に、電解槽は１リットルあたり５グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成することを特徴とする請求項１７記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項１９】
前記提供するステップは５分から１０分間実行されることを特徴とする請求項１７記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項２０】
前記逆転するステップは少なくとも１つの電源継電器またはその他のスイッチ器具の使用ステップを含んでいることを特徴とする請求項１７記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項２１】
前記稼動電位差は稼動電源によって提供され、洗浄電位差は別の洗浄電源によって提供されることを特徴とする請求項１７記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項２２】
前記電解槽を介して電解物質の流量をモニターするステップと、流量を自動的に調整するステップとをさらに含んでいることを特徴とする請求項１７記載の電極を含む電解槽の洗浄方法。
【請求項２３】
電解生成物の生成装置であって、本装置は、
電極を含む電界槽と、
前記電極に第１電流密度を提供するための第１電源と、
前記電極に第２電流密度を提供するための第２電源と、を含んでおり、
前記第２電源は前記第１電源とは逆の極性を有しており、
前記第２電流密度は前記第１電流密度よりも低いことを特徴とする電解生成物の生成装置。
【請求項２４】
前記電解槽は１リットルあたり５グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成することを特徴とする請求項２３記載の電解生成物の生成装置。
【請求項２５】
前記第２電流密度は第１電流密度の１０％から１５％の間であることを特徴とする請求項２３記載の電解生成物の生成装置。
【請求項２６】
電源継電器とスイッチ器具のうち少なくとも１つをさらに含んでいることを特徴とする請求項２３記載の電解生成物の生成装置。
【請求項２７】
前記電解槽を通る電解物質の流量をモニターする液流モニター装置をさらに含んでいることを特徴とする請求項２３記載の電解生成物の生成装置。
【請求項２８】
前記流量モニター装置は流量計、ロータメーター、圧力変換器、一対の熱電対および一対のサーモウェルからなる群から選択されることを特徴とする請求項２７記載の電解生成物の生成装置。
【請求項２９】
１つの熱電対が電解槽の入口に配置され、他の熱電対が電解槽の出口に配置されることを特徴とする請求項２８記載の電解生成物の生成装置。
【請求項３０】
流量を調整するために電子的に稼動されるバルブをさらに含んでいることを特徴とする請求項２７記載の電解生成物の生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はほとんどメンテナンスを必要としない電解物質生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は米国仮特許出願６１/０５６，７１８「高電流密度電界槽のための逆極性クリーニング」（出願日２００８年５月２８日）の優先権を主張する。本出願は、米国仮特許出願６０/８６７，５５７「低メンテナンス性現場生成装置」（出願日２００６年１１月２８日）の優先権を主張する米国特許出願１１/９４６，７７２「低メンテナンス性現場生成装置」（出願日２００７年１１月２８日）の一部継続出願でもある。これら全ての出願の明細書と請求の範囲を本願に援用する。
【０００３】
以下の説明ではいくつかの公報および参考文献に言及する。ここで利用されるこれら公報の説明は科学的原理のより完全な背景の提供のためであり、これらの公報が特許性判断の目的のための従来技術と認められていると解釈されるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
寸法的に安定したアノードを利用する電解技術は塩化ナトリウム塩水溶液から混合酸化剤や次亜塩素酸ナトリウム溶液を生成するために開発されてきた。寸法的に安定したアノードはビアの米国特許３２３４１１０「電極およびその製造方法」にて解説されており、そこでは貴金属コーティングがチタン基板に適用されている。電解槽は水の消毒のための塩素および混合酸化剤の製造に広く利用されている。非常に単純な電解槽のいくつかは米国特許４７６１２０８「水の殺菌用電解方法および電解槽」と米国特許５３１６７４０「増加したオゾン含有率を有する殺菌溶液を生成させるための電解槽」とで解説されている。
【０００５】
電解槽には２種類ある。第１の種類は、槽中のアノードとカソードの生成物の完全分離を維持するために膜を利用する分割槽を含んでいる。第２の種類は、膜を利用しない非分割槽を含むが、これも膜汚れに関係する問題にさほど影響されない。しかしながら非分割槽の大きな故障要因の一つは電極表面の不都合な膜の蓄積であると考えられている。これら汚染物質の源は典型的には現場生成工程への供給水か、またはシステムに供給される塩水溶液を製造するために使用する塩中の汚染物質である。典型的にはこれら不都合な膜はマンガン、炭酸カルシウムまたはその他の不都合な物質を含む。
【０００６】
これらの膜の蓄積が制御されないか、またはほぼ定期的に除去されないと電解槽は稼動効率が下がり（局在化した高電流密度、アーク放電またはその他の現象によって）やがては壊滅的に故障する。典型的には製造者はこれらの汚染物の電解槽への進入を防止するためにシステムへの供給水に水軟化剤を入れてこの種の蓄積から保護する。しかしながら、これらの汚染物質は塩水を製造するために使用される塩中の汚染物質からやがては工程に進入する。槽クリーニングオペレーションに関わる問題発生率を最小限にするために特に高品質の塩が指定されている。槽への汚染物質進入を防止するために指定レベルに塩を精製するための工程はよく知られている。しかしながら分割槽の効率的な稼動に必須であるこれらの塩のクリーニング工程は非分割槽を使用する小型の現場工程には複雑すぎると考えられている。
【０００７】
援用する米国特許出願１１/２８７，５３１は炭酸塩検出器に言及しており、内部での膜蓄積のための電解槽モニター手段について解説している。槽内の炭酸塩蓄積をモニターするその他の可能な手段は、槽への塩水流量のモニターによる定常電流制御スキームを利用するものである。塩水流が増加すると、いつもとは限らないがたいていは槽内に電気抵抗を発生させるカソード電極上の炭酸塩形成が示される。これらの方法以外および/または槽内の運行状態の目視検査以外では電解槽の内部蓄積状況のモニターには現在適切な方法が存在しない。
【０００８】
現在認められている電解槽のクリーニング方法は沈殿物除去のために酸（多くは塩酸または塩化水素酸）によるフラッシング処理がある。典型的には製造者はこれを少なくとも毎年、時には毎月定期的に行なうことを推奨する。このように、塩酸または塩化水素酸などの消耗品の供給や作業員の介在を必要としないで自動的にクリーニング工程を実施して電解槽を確実に清潔にする信頼できる方法が必要とされている。
【０００９】
エキ他の米国特許５８５３５６２「水の電解方法および装置」では、炭酸塩垢を除去して電解水の寿命を延ばすため、無膜の電解槽内で電極の極性を逆転させる工程について述べている。この電解槽のクリーニング方法は電解物質を介してプールの水中の塩化ナトリウムを塩素に変換する流通型塩素発生器で定期的に使用されている。
【００１０】
しかしながら現在使用されている流通型電解槽は共に共通の触媒コーティングを有する電極（アノードとカソード）で構成されている。電気極性が逆転すると、旧カソードがアノードになり、旧アノードはカソードになる。特殊な触媒コーティングがこれらの利用のために開発されている。例えばエルリッチコーポレーションは水泳用プール塩素消毒市場専用のＥＣ‐６００コーティングを開発している。塩化ナトリウムは典型的には全溶解固形物（ＴＤＳ）含有量をリットルあたり約４グラムから５グラムに上昇させるように追加される。これらのＴＤＳ値では水泳用プール電解槽の電流密度は相対的に低い。プールに利用される特殊なアノードコーティングはこれらの低い電流密度に、いずれの方向の極性であっても、長期間耐性があるように設計されている。しかしながら、塩素を遊離塩素（ＦＡＣ）リットルあたり８グラム（８０００ｍｇ/Ｌ）の濃度で製造する無膜の電解槽中での塩素製造のための最も寸法的に安定したカソードは逆極性モードでの高電流密度（平方インチあたり約１アンペア以上）に耐性がない。よってこのように単純に極性を反対にすることは低電流電解槽には有効であるが、逆極性クリーニングオペレーション中に高電流密度が適用されるとアノードが損失を受けるため、高い電流密度で通常運転する電解槽には有効ではない。
【００１１】
その他の電解物質生成器のための保守要素の一つは、作業員が時々測定してシステムへの水量を調節する必要があることである。生成器を通る水流は流入および流出する水の圧力および/またはシステムあるいは電解槽に蓄積する汚染物によって大きく変動する。典型的には流量計または時間量測定のいずれかで測定され、流量の調整は手動バルブで行なわれる。生成器をその規定効率内において信頼できる長期稼動を確実に提供するには、電解物質生成器操作にて流量を規定流量内に維持することが重要である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は電解槽の稼動方法であって、この方法は塩水を電解槽に供給するステップと、電解槽内に１以上の酸化剤を製造するステップと、汚染物質蓄積レベルを検出するステップと、上限閾値を検出すると塩水供給を自動的に停止するステップと、電解槽を自動的に洗浄することで電解槽中の汚染物質を減少させるステップと、低い汚染物質閾値を検出すると１以上の酸化剤製造を自動的に継続するステップとを含んでいる。
【００１３】
洗浄ステップは、好適には酸生成電界槽へ塩水を提供するステップと、酸生成電界槽内に酸を生成させるステップと、酸を電解槽へ導入するステップとを含んでいる。酸は好適には塩酸または塩化水素酸を含んでいる。この方法は好適には塩水を希釈するステップをさらに含んでいる。検出ステップは好適には炭酸塩検出器の利用ステップを含んでいる。検出ステップは好適にはオプションで、流量計出力、電解槽温度、塩水ポンプ速度および流入水流量から成る群から選択される量の測定による電解槽内での塩水消費速度の測定ステップを含んでいる。
【００１４】
この方法は好適には塩水消費速度を清潔な電解槽中の塩水消費速度と比較するステップを含んでいる。洗浄ステップはオプションで超音波装置の使用ステップおよび/または磁力式の機械式電極洗浄装置の使用ステップ、または電解槽内の電極の極性を逆転させることでカソードのｐＨを下げるステップを含んでいる。
【００１５】
本発明は酸化剤の製造装置にも関する。この装置は、塩水供給装置と、電解槽と、酸供給装置と、酸供給装置から電解槽へ酸を自動的に導入するための制御システムとを含んでいる。酸供給装置は好適には第２電解槽を含んでおり、塩水供給装置は好適には洗浄サイクル中に塩水を第２電解槽に提供する。この装置は好適には可変速塩水ポンプと、炭酸塩検出器と、電解槽温度測定のための１以上のサーモウェル、および/または塩水流量測定のための１以上の流量計をさらに含んでいる。
【００１６】
本発明はさらに酸化剤製造のための装置に関する。この装置は塩水供給装置と、電解槽と、電解槽内の洗浄メカニズムと、洗浄メカニズムを自動的に稼動させる制御システムとを含んでいる。洗浄メカニズムは好適には超音波ホルン、磁気作動式電極機械式洗浄装置、およびカソード表面の酸性溶液からなる群から選択される。この装置は好適には炭酸塩検出器、電解槽の温度測定のための少なくとも１つのサーモウェル、および塩水流量測定のための流量計をさらに含んでいる。
【００１７】
本発明はさらに電極を含む電解槽の洗浄方法にも関する。この方法は、複数の電極の極性を逆転させるステップと、電解槽の通常運用中に使用される電流密度よりも低い洗浄電流密度を電極に提供するステップとを含んでいる。電界槽の通常運用中、電解槽は好適にはリットルあたり約４グラム以上、さらに好適にはリットルあたり５グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成し、最も好適にはリットルあたり８グラムを生成する。稼動電流密度は好適には平方インチあたり約１アンペア以上である。洗浄電流密度は好適には稼動電流密度の約２０％以下であり、さらに好適には稼動電流密度の約１０% から約１５％の間である。
【００１８】
上記の提供するステップは好適には約３０分間以下で実行され、さらに好適には約５分間から約１０分間である。逆転させるステップはオプションで少なくとも１つの電源継電器またはその他のスイッチ器具の使用ステップを含んでいる。稼動電流密度は好適には稼動電源によって提供され、洗浄電流密度は好適には別の洗浄電源によって提供される。好適には洗浄電源の発電能力は稼動電源の発電能力よりも低い。この方法は好適には電解槽を介して電解物質の流量をモニターする方法をさらに含んでいる。このモニターするステップは好適には流量計、ロータメーターまたは圧力変換器を使用するか、あるいは電解槽入口に配置された第１サーモカップルまたはサーモウェルと電解槽出口に配置された第２サーモカップルまたはサーモウェルを介して電解槽の温度差をモニターするステップを用いて実行される。この方法は好適には流量を自動的に調整するステップをさらに含んでおり、好適には洗浄サイクルを設定流量時に開始するステップをさらに含んでいる。
【００１９】
本発明は電極を含んだ電解槽の洗浄方法にも関する。この方法は、複数の電極の極性を逆転させるステップと、電解槽の通常稼動で使用される稼動電位差よりも低い洗浄電位差を電極に提供するステップとを含んでいる。通常の稼働中に、電解槽は好適にはリットルあたり約５グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成する。上記の提供するステップは好適には約５分間から約１０分間実行される。上記の逆転するステップは好適には少なくとも１つの電源継電器またはその他のスイッチ器具の使用ステップを含んでいる。稼動電位差は好適には稼動電源によって提供され、洗浄電位差は好適には別の洗浄電源によって提供される。この方法は好適には電解槽を介して電解物質の流量をモニターするステップと、流量を自動的に調整するステップとをさらに含んでいる。
【００２０】
本発明は電解生成物の生成装置にも関する。この装置は、電極を含む電界槽と、電極に第１電流密度を提供するための第１電源と、電極に第２電流密度を提供するための第２電源とを含んでおり、第２電源は第１電源とは逆の極性を有しており、第２電流密度は第１電流密度よりも低い。電解槽は好適にはリットルあたり約５グラム以上の遊離塩素の濃縮物を生成する。第２電流密度は好適には第１電流密度の約１０％から約１５％の間である。この装置は好適には少なくとも１つの電源継電器またはその他のスイッチ器具を含んでおり、好適には電解槽を通る電解質流量をモニターする液流モニター装置を含んでいる。
【００２１】
流量モニター装置は好適には流量計、ロータメーター、圧力変換器、一対の熱電対および一対のサーモウェルからなる群から選択される。一対の熱電対またはサーモウェルが使用される場合、好適には１つの熱電対またはサーモウェルが電解槽の入口に配置され、別の熱電対またはサーモウェルが電解槽の出口に配置されることが望ましい。この装置は好適には流量を調整するために電子的に稼動されるバルブを含んでいる。
【００２２】
下記の詳細な説明にて述べる本発明の目的、利点および新規性、並びに利用性は図面を参考にして以下の説明を読めば当業者には明らかとなるであろう。本発明の目的および利点は請求の範囲に記載されている手段およびこれらの組合せによって実現できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本明細書の一部を成す図面は詳細な説明とともに本発明の実施例を説明しており、本発明の原理を説明している。これら図面は本発明の好適実施例を説明する目的にのみ提供されており、本発明を限定するものではない。
【図１】低メンテナンス性現場生成装置の概略図である。
【図２】電解槽洗浄のための逆極性システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施例である現場生成装置は、好適には電極表面の汚染物質の蓄積を自動的にモニターし、汚染物質が検出されると、電解槽が自動的に（すなわち作業員の介在なしで）洗浄されることで、電解槽の長寿命のために必要とされる、典型的な作業員および/または付属機器（軟水装置など）の介在を必要としない、簡易で、低コストで、高信頼性で低メンテナンス性の現場生成装置を提供する。
【００２５】
電解槽の内部状況はモニター槽入力状況と遂行状況によって自動的にモニターされる。槽がどのくらいの塩水を消費するかは所与の槽上の膜蓄積量とタイプとによって判断する。もし塩水流が継続的にモニターされるなら、所与の電圧にて所与の電流に到達するような塩水流の大きな変化は槽内の膜蓄積の潜在的な問題の指標である。本発明は電解槽内に汚染物質が蓄積されているか否かを決定するために、好適には塩水流特性、流入水特性、温度などをモニターする。潜在的な膜蓄積が制御システムによって槽内に検出されたとき、好適には槽は自動的に酸洗浄される。
【００２６】
電解槽と一体化している炭酸塩検出器、自動酸洗浄器および装置制御器を利用することができる。好適には混合酸化剤または次亜塩素酸ナトリウムを生成するための別な電解槽が、その場で必要に応じて酸を生成するため、並びに次亜塩素酸ナトリウムまたは混合酸化剤を生成するために使用される電解槽内の汚染物質を除去するための酸を提供するために使用される。あるいは、現場で槽洗浄用の濃縮酸を保管するための貯蔵槽を使用し、その酸貯蔵槽をモニターして、再充填される必要があるときに作業員に警告し、オプションで槽を洗浄するに先立って酸を望む濃度に希釈する。上述の方法で汚染物質が検出されたときに不都合な汚染物質を自動的に除去するための超音波洗浄法も本発明に取り入れることができる。
【００２７】
本発明の１実施例を図１に示す。好適にはこの装置の全てのコンポーネントはバックプレート１５に取り付けられる。好適には本実施例の全ての別コンポーネントのための制御装置と電源はコントロールボックス５に収容されるが、好適には装置の全体的な稼動をコントロールするマスターコントロールが存在するなら、別の場所に配置することもできる。
【００２８】
好適にはコントロールボックス５はディスプレー１０を介して装置の状況を表示し、マスターコントロールと電源および/またはコンポーネント信号は好適にはコントロールボックス５とその他の様々な個々のコンポーネントとの間の電気接続５０を介して伝達される。水は好適には給水パイプ３０を通ってシステム内に進入し、塩水は好適には供給パイプ２５を通ってシステム内に進入する。好適には飽和塩水サイロまたはタンクに保管されている塩水は好適には電気接続５０によって制御および電力供給される可変速塩水ポンプ２０を介して送られる。その後塩水は電気接続５０を介して電気的にモニターできる流量メータ３５を通過する。制御システムは可変速塩水ポンプ２０の速度を上下させることで塩水流量を制御できる。
【００２９】
電解物質生成器が通常の稼動モードで、標的電流および標的電圧であるとき、電解槽５５を通る総流量を例えば流量メータ、ロータメーターまたは圧力変換器でモニターするか、あるいは入口サーモウェル６５と出口サーモウェル７０をモニターすることで電解槽５５の温度変化をモニターして監視できる。コントロールボックス５が、例えば進入圧力および/または電解物質生成器への流量の変動に応じて流量が標的を外れていると決定したとき、好適には電気的に制御された槽入口バルブ６を調節することよって自動的に流量を調整する。このようにして槽は常に標的流量レベル付近で稼動され、進入流量の測定や調整を定期的に必要としない。
【００３０】
次のデータ源からのデータ（またはこれらのソースからのデータの組合せ）は好適には塩水体積流量を決定するために用いられる：（データ源）流量メータ３５、炭酸塩検出器６０、電解槽５５、酸生成電解槽４５、および/またはサーモウェル６５と７０。バルブ４０は流れを電解槽５５または酸生成電解槽４５のどちらかに方向付ける。バルブ４０は典型的には希釈塩水（濃縮塩水と流入水は好適には繋がれており、塩水はバルブ４０に到達する前に希釈される）を含む電解物質を電解槽５５へ流す。この標準稼動形態ではシステムは例えば混合酸化剤または次亜塩素酸ナトリウムを生成する。
【００３１】
本発明によれば他のどこにでも配置できる炭酸塩検出器６０に汚染物質が蓄積すると、炭酸塩検出器６０が、好適には電気接続５０を介して一連の信号をコントロールボックス５に送信する。信号は電解槽５５に汚染物質膜が蓄積しているか否かを示す。炭酸塩検出器６０が汚染物質膜を示すと、好適にはコントロールボックス５は装置の酸洗浄サイクルを開始し、バルブ４０が電気接続５０を介して作動し、好適には電気接続５０を介してコントロールボックス５によって作動される酸生成器４５に希釈塩水を強制通流させる。システムは好適には、酸生成器４５内の最良の酸生成に適した流量（流量メータ３５によって測定される）にて塩水ポンプを稼動させる。
【００３２】
この実施例では酸生成器４５で生成される酸は、好適には汚染物質を洗浄する電解槽５５を通過し、その後炭酸塩検出器６０を通過する。このシステムは、炭酸塩検出器６０が、システムが清潔であると示す信号をコントロールボックスに送るまでこの酸洗浄モードを運行し、標準の混合酸化剤または次亜塩素酸ナトリウム生成モードで稼動を再開できる。電解槽５５を洗浄する酸は、好適には、酸化剤保管タンクに投棄される代わりに炭酸塩検出器６０を通過後に別体の排液設備に投棄される。電解槽５５は酸生成槽の使用に追加して、または代わって、オプションで超音波ホルンおよび/または磁気作動式電極機械式洗浄装置で洗浄することもできる。
【００３３】
別実施例では濃縮酸が貯蔵層に収容される。酸洗浄サイクル中、好適にはコントロールボックス５はポンプまたはバルブを作動させて酸を電解槽５５へ流す。貯蔵槽は好適には多くの異なる洗浄サイクルに対応するよう十分に大きい。酸の一部を、電解槽５５を洗浄するために流入水で希釈することができる。
【００３４】
炭酸塩検出器６０（あるいはその他の汚染物質検出コンポーンネント）が使用されない場合、好適には電解槽５５は汚染物質が電解槽を台無しにしないように所定の洗浄スケジュールで洗浄される。典型的にはこの洗浄スケジュールは、最後の洗浄が完了してからの槽が稼動した時間に基づき実施され、好適には電解槽に過剰な汚染物を蓄積させないようにする頻度で実施される。
【００３５】
塩水消費の度合いを、電解槽５５内に汚染物質の存在を確認するためにオプションで利用できる。清潔な槽の通常の稼動においては、塩水消費速度は一定で測定可能である。炭酸塩垢が電解槽５５内に蓄積するにつれ、炭酸塩層が電解槽５５内のアノードとカソードとの間の電気絶縁体として作用する。この絶縁効果に対処するため、および電解槽５５内の電流を一定に維持するため、電解槽５５内の導電性を高めるように塩水消費速度が増加する。この塩水消費の増加率は塩水消費の通常速度と比較される。電解槽５５を通る流量も電解槽５５内の汚染物質蓄積の測定に利用できる。流量は、例えば２つの熱電対間または入口サーモウェル６５と放電サーモウェル７０との間の温度差を比較することによって電解槽の温度上昇を測定することで間接的に測定される。炭酸塩蓄積がこれらの手段のいずれかによって検出されると、電解槽５５が上述の方法またはコンポーネントによって洗浄される。塩水消費は塩水流量、塩水ポンプ２０のタコメータ速度または流入水流量を用いて測定される。
【００３６】
前述の洗浄方法に加えて（またはその代わりに）、電解槽に電解物質を、好適には非常に短い時間流しながら、あるいは流さずに、オプションで電解槽内の電極の極性を逆転させることで電解槽を洗浄できる。好適には低い電流密度にて電極の極性を逆転させることで、カソードのｐＨが下がり、汚染物質は溶解および除去される。しかしながらここで説明した電解槽を提供する塩素中（４ｇｍ/Ｌから8ｇｍ/Ｌ）の寸法的に安定したアノードは、典型的には高い電流密度（平方インチあたり２Ａ以下）で良好に作用するが、同じ電流密度で極性が逆転すればすぐに故障するであろう。
【００３７】
このように、アノードのコーティングをダメージなく保つため、通常の塩素生成運転モードが待機モードであるときにのみ稼動される逆極性モードで槽を洗浄するために、低い電流密度および/または低いプレート間電圧の別体の電源を利用することが望ましい。これらの条件下で３０分間以下、好適には５分間から１０分間の洗浄サイクルが達成できる。
【００３８】
産業実績では、週一回以下の洗浄サイクルは、電解槽への供給水または塩水溶液を生成する塩が典型的に低品質であるという不都合な状況を発生させるであろうことが示されている。一週間以上の間隔が明らかに産業基準となっている。週一回の洗浄の場合の最悪のケースではシステムの負荷サイクル（生成運転モード）の損失はまだ無視できる程度であろう。
【００３９】
電解槽の洗浄に逆極性を用いるあらゆる実施形態では、単極および双極電極のアノード表面とカソード表面は共に、好適には適切な寸法的に安定したアノードコーティングで覆われている。
【００４０】
図２は逆極性クリーニングを実行するためのシステムの１実施例の概略図である。電解槽１３０はアノード１３４とカソード１３２を含んでおり、電解物質は底部で流入し、酸化剤は槽の上部から流出する。通常の運転では電解槽１３０は主電源１３６を介してアノード１３４とカソード１３２に適用される電気的エネルギーを有する。
【００４１】
電解槽１３０は、効果的にアノード１３４をカソードに、およびカソード１３２をアノードにしてアノード１３４とカソード１３２の極性を逆転させることで定期的に洗浄される。システムが塩素ベースの消毒剤を生成する通常の生成モードでは、アノード１３４の電流密度は好適には平方インチあたり約１アンペアから２アンペアの間である。逆極性洗浄過程中のアノード１３４へのダメージを避けるため、電流密度は好適には通常稼動電流密度範囲の約２０パーセント以下であり、さらに好適には通常稼動電流密度範囲の約１０％から１５％の間である。なぜなら逆極性洗浄運転はずっと低い電力設定で稼動し、好適には電力は主電源１３６よりもかなり小さい洗浄電源によって供給されるからである。
【００４２】
主電源１３６からの電力は、好適には主電源ケーブル１４４を介して電解槽１３０に送られる。洗浄電源１３８からの電力は好適には洗浄電源ケーブル１４６を介して電解槽１３０に送られる。電源は好適には電源継電器１４０と洗浄電源継電器１４２を介して分離されている。電解槽１３０内で塩素が生成されている通常の稼動では、主電源１３６が作動状態であり、主電源継電器１４０は閉じられている。誤極性を有する洗浄電源１３８への電流の逆流を防止するために洗浄電源継電器１４２は開かれている。同様に、電解槽１３０が洗浄モードで稼働中は、洗浄電源１３８が作動され、主電源１３６は脱作動され、主電源継電器１４０が開かれ、洗浄電源継電器１４２は閉じられる。
【００４３】
短い洗浄サイクル中にアノード１３４より低い電流密度および/またはより低い電位を利用することで、洗浄サイクルによるアノード１３４またはカソード１３２へのダメージは無視できる程度となる。
【００４４】
図２に示す別実施例では、通常稼動と洗浄サイクルのための電力を提供するために主電源を利用している。このアプローチは極性を逆転させるために、好適には電源継電器１４２またはその他のスイッチ器具を利用する。典型的にはこのアプローチは洗浄サイクル中、通常運転の場合よりもかなり少ない電解槽塩水濃縮物を必要とする。しかしながらこのアプローチでは、洗浄サイクルを短時間で、さらに低い電流密度および/またはさらに低い電位で実行することが望ましい。
【００４５】
本発明を好適実施例と関連させて説明したが、その他の実施形態でも同じ結果を達成することができる。当業者にとって本発明の改変は自明であるため、本発明はこれら改変や均等物を含むものである。ここに引用した特許および公報の全内容を本明細書に援用する。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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