(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管路の途中に介在している流量調整弁における弁本体の駆動を制御することにより給水流量を設定流量に調整する流量調整弁の駆動制御方法であり、当該流量調整弁の使用時間が所定時間経過した時点で、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させ、その後、流量検出センサからの流量検出信号に基づいて前記弁本体の駆動を制御する通常の駆動制御に移行することを特徴とする流量調整弁の駆動制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流量調整弁の駆動制御方法であり、当該流量調整弁は電解水生成装置における電解槽へ被電解水を供給する給水管路に介在して同電解槽への給水流量を調整する流量調整弁であって、当該電解水生成装置の電解運転中における前記電解槽の各電極に対する印加電圧の極性の定期的な切替えに同期して、または、電解運転が所定時間経過した時点で、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させ、その後、流量検出センサからの流量検出信号に基づいて前記弁本体の駆動を制御する通常の駆動制御に移行することを特徴とする流量調整弁の駆動制御方法。
【請求項３】
給水管路の途中に介在している流量調整弁における弁本体の駆動を制御することにより給水流量を設定流量に調整する流量調整弁の駆動制御方法であり、当該流量調整弁においては、使用時には、流量検出センサからの流量検出信号に基づいて前記弁本体の駆動を制御され、かつ、使用の有無に関わらず、所定時間経過した時点で、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させることを特徴とする流量調整弁の駆動制御方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の流量調整弁の駆動制御方法であり、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させる駆動量は、当該流量調整弁の流路の開口が全開および全閉する動作範囲、または、給水流量の許容される最大流量と最少流量となる動作範囲とすることを特徴とする流量調整弁の駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水管路の途中に介在している流量調整弁の弁本体の駆動を制御して、給水流量を設定流量に調整する形式の流量調整弁の駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該形式の流量調整弁は、各種の装置に水や水溶液等を供給する給水管路の途中に介在させて使用され、制御装置は、流量検出センサからの流量検出信号に基づいて、流量調整弁の弁本体の駆動を制御することにより、給水流量を設定流量に調整する制御を行う。当該形式の流量調整弁は、例えば、電解水生成装置の電解槽に被電解水を供給する給水管路に介装して使用される（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１０−７１３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、当該形式の流量調整弁においては、その使用中に、水または水溶液から析出するスケールが弁本体、弁部、給水流路の内壁面等に漸次付着して、この状態を放置しておくとスケールの付着量が増大して、給水流路を流れる給水の流量を的確に調整することができなくなる。また、このような状態にある流量調整弁の使用を停止すると、弁本体が弁部や給水流路の内壁面に固着して、流量調整弁のその後の使用時には、流量調整機能が不能になり、または、付着するスケールが弁本体の円滑な駆動動作を妨げて、給水流路を流れる給水流量を的確に調整をし得ないという問題がある。従って、本発明の目的はこれらの問題に対処することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、流量調整弁の駆動制御方法に関する。本発明が駆動制御の対象とする流量調整弁は、給水管路の途中に介在して、弁本体の駆動を制御されて給水流量を設定流量に調整する形式の流量調整弁である。本発明に係る流量駆動制御方法は、以下に示す通りのものである。
【０００５】
本発明に係る第１の駆動制御方法は、当該流量調整弁の使用時間が所定時間経過した時点で、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させ、その後、流量検出センサからの流量検出信号に基づいて前記弁本体の駆動を制御する通常の駆動制御に移行することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明に係る第２の駆動制御方法は、当該流量調整弁の使用の有無に関わらず、所定時間経過した時点で、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明が駆動制御の対象とする流量調整弁が、電解水生成装置における電解槽へ被電解水を供給する給水管路に介在して同電解槽への給水流量を調整する流量調整弁である場合には、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させる時点を、下記の通りとすることができる。すなわち、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させる時点を、当該電解水生成装置の電解運転中における前記電解槽の各電極に対する印加電圧の極性の定期的な切替えに同期して、または、電解運転が所定時間経過した時点とすることができる。
【０００８】
なお、本発明に係る各駆動制御方法においては、当該流量調整弁における弁本体の大きく駆動させる駆動量を、当該流量調整弁の流路の開口が全開および全閉する動作範囲、または、給水流量の許容される最大流量と最少流量となる動作範囲とすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明が駆動制御の対象としている流量調整弁においては、前回の使用によりまたは所定時間の使用により、弁本体、弁部、給水流路の内壁面等に相当量のスケールが付着しているおそれがある。しかしながら、本発明に係る駆動制御方法においては、当該流量調整弁の使用時間が所定時間経過した時点で、または、当該流量調整弁の使用の有無に関わらず定期的に、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させる方法を採っている。このため、弁本体の大きな駆動動作によって、弁本体、弁部、給水流路の内壁面等に付着しているスケールは剥離され、かつ、給水流路を流れる給水流によって除去される。この場合、弁本体の駆動量を、当該流量調整弁の流路の開口が全開および全閉する動作範囲とすれば、弁本体の動作量が最大限になるため、スケールの剥離および除去効果が最大となる。また、弁本体の動作量を、当該流量調整弁における給水流量が許容される最大流量と最少流量となる動作範囲とすれば、弁本体の動作範囲が正常領域内から外れることがなくて、その後、流量検出センサからの流量検出信号に基づいて前記弁本体を駆動させる通常の駆動制御での設定流量への調整が短時間に行えるという利点がある。
【００１０】
本発明が駆動制御の対象とする流量調整弁が、電解水生成装置における電解槽へ被電解水を供給する給水管路に介在して同電解槽への給水流量を調整する流量調整弁（電解水生成装置用の流量調整弁）である場合には、当該流量調整弁の弁本体を大きく駆動させる時点を下記の通りとすることができる。
【００１１】
第１の時点は、当該電解水生成装置の電解運転中の所定時間経過した時点であり、この時点で弁本体を大きく駆動させることにより、電解運転中定期的に、電解運転中に付着したスケールを剥離し除去することができる。第２の時点は、当該電解水生成装置の電解運転中における前記電解槽の各電極に対する印加電圧の極性の定期的な切替えに時点であり、印加電圧の極性の定期的な切替えに同期して、弁本体を大きく駆動させることにより、電解運転時中定期的に、使用中に付着したスケールを剥離し除去することができる。この場合、電解槽における各電解室にて発生して、電極、隔膜、電解室に内壁等に付着しているスケールの除去と同期して行うことで、流量調整弁にて除去したスケールが各電解室内で付着するのを効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、流量調整弁の駆動制御方法に関する。本発明が駆動制御の対象する流量調整弁は、給水管路の途中に介在して、弁本体の駆動を制御されて給水流量を設定流量に調整する流量調整弁である。図１には、当該流量調整弁を装備した電解水生成装置を示している。当該電解水生成装置は、有隔膜電解槽を主体とする公知のもので、有隔膜電解槽１０ａと、被電解水の調製機構１０ｂと、導出管路の切替機構１０ｃを備えていて、電解運転を制御装置２０にて制御されるものである。
【００１３】
有隔膜電解槽１０ａは、槽本体１１内を隔膜１２にて区画されて形成された一対の電解室Ｒ1，Ｒ2を備え、電解運転時には、各電解室Ｒ1，Ｒ2内に配置されている各電極１３ａ，１３ｂに、直流電源２１から所定電圧を印加される。各電解室Ｒ1，Ｒ2の上流側には、被電解水の調製機構１０ｂを構成する導入管路１４の分岐管路部がそれぞれ接続されている。また、各電解室Ｒ1，Ｒ2の下流側には、導出管路の切替機構１０ｃを構成する第１流出管路１５ａ1，１５ｂ1が接続されている。
【００１４】
被電解水の調製機構１０ｂは、濃塩水を貯留する塩水タンク１６ａと、導入管路１４と、塩水タンク１６ａと導入管路１４の途中に接続されて塩水タンク１６ａ内の濃塩水を導出する導出管路１６ｂと、導出管路１６ｂの途中に介装されている供給ポンプ１７にて構成されている。当該調製機構１０ｂにおいては、塩水タンク１６ａ内の濃塩水を被電解水の調製用の原液とし、水道水等の水源から導入管路１４に導入される水を被電解水の調製用原水としている。原水は、導入管路１４の途中に介在する流量調整弁３０により設定された流量に調整されて、導入管路１４に導入される。
【００１５】
当該調製機構１０ｂにおいては、電解運転時には、供給ポンプ１７の駆動によって、塩水タンク１６ａ内の濃塩水が導入管路１４に所定流量にて継続して導入されるとともに、原水が導入管路１４に、流量調整弁３０を通して、所定流量に調整されて継続して導入される。導入管路１４内では、導入された濃塩水と原水が均一に混合されて所定濃度の希薄塩水に調製され、調製された希薄塩水は、被電解水として、有隔膜電解槽１０ａの各電解室Ｒ1，Ｒ2内に供給される。供給された被電解水は、各電解室Ｒ1，Ｒ2内で電解され、陽極側電解室では電解生成酸性水が生成され、かつ、陰極側電解室では電解生成アルカリ性水が生成される。生成された各電解生成水は、導出管路の切替機構１０ｃを構成する導出管路から外部へ導出される。
【００１６】
導出管路の切替機構１０ｃは、第１導出管路１５ａ1，１５ｂ1と、第２導出管路１５ａ2，１５ｂ2と、これらの第１，第２導出管路間に介在する流路切替弁１８にて構成されている。第１導出管路１５ａ1，１５ｂ1は、有隔膜電解槽１０ａの各電解室Ｒ1，Ｒ2の下流側と流路切替弁１８とに接続され、第２導出管路１５ａ2，１５ｂ2は流路切替弁１８に接続されている。流路切替弁１８は、後述する制御装置２０にて切替動作するもので、各電解室Ｒ1，Ｒ2の各電極１３ａ，１３ｂに印加する電圧の極性の正負切替に同期して切替動作するものである。
【００１７】
流路切替弁１８の弁体１８ａが図示実線で示す切替位置にある場合には、第１流出管路１５ａ1と第２流出管路１５ａ2が互いに連通しているとともに、第１流出管路１５ｂ1と第２流出管路１５ｂ2が互いに連通している。また、流路切替弁１８が切替動作して、弁体１８ａが図示２点鎖線で示す切替位置に移行すると、第１流出管路１５ａ1と第２流出管路１５ｂ2が互いに連通するとともに、第１流出管路１５ｂ1と第２流出管路１５ａ2が互いに連通する。従って、各第２流出管路１５ａ2および１５ｂ2は、電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水の専用の流出管路として機能する。
【００１８】
当該有隔膜電解槽１０ａでは、電解運転中、各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性が正負切替えられると（極性反転）、陽極側電解室が陰極側電解室に反転されるとともに、陰極側電解室が陽極側電解室に反転される。このため、例えば電解生成酸性水を生成していた電解室Ｒ1では電解生成アルカリ性水を生成することになり、かつ、例えば電解生成アルカリ性水を生成していた電解室Ｒ2では電解生成酸性水が生成されることになる。しかしながら、この場合、第２導出管路１５ａ2の電解室Ｒ1に対する接続は電解室Ｒ2に切替り、かつ、第２導出管路１５ｂ2の電解室Ｒ2に対する接続は電解室Ｒ1に切替るため、例えば第２導出管路１５ａ2からは常に電解生成酸性水が導出され、かつ、例えば第２導出管路１５ｂ2からは常に電解生成アルカリ性水が導出される。
【００１９】
制御装置２０は、当該電解水生成装置の電解運転を制御するものであり、電解運転中は、電流検出センサ２２から出力される電解電流の検出信号に基づいて、供給ポンプ１７の吐出流量を制御して被電解水の塩濃度を調整し、電解電流を一定の電解電圧下で設定された電解電流値に維持して、生成される各電解生成水の特性を安定した状態に常時維持する。また、制御装置２０は、電解運転が所定時間経過した時点では、各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性を正負切替えるべく電圧極性切替用の駆動回路２３を動作して、各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性を反転し、同時に、流路切替弁１８を切替動作させる。各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性を正負反転させる制御装置２０の制御は、長時間の電解運転中に定期的に行われるもので、所定時間の電解運転により、陽極側電解室にて発生して付着しているスケールを、陽極側電解室を陰極側電解室に反転して生成される電解生成アルカリ性水にて溶解して流出させるものである。
【００２０】
しかして、当該電解水生成装置の被電解水の調製機構１０ｂにて採用している流量調整弁３０は、図２〜図４に示している。当該流量調整装量調整弁３０は、図２および図３に示すように、弁機構部３０ａと、弁機構部３０ａの弁本体を進退動作させる駆動機構部３０ｂとからなるもので、弁機構部３０ａを構成する弁ハウジング３１内には、図４に示すように流量検出センサ３０ｃが組込まれている。図４は、弁ハウジング３１を縦断した状態を示している。
【００２１】
弁機構部３０ａを構成する弁ハウジング３１は、Ｔ字状を呈する円筒体であって、内部に三叉路状の内孔（水平状の第１内孔３１ａと垂直状の第２内孔３１ｂ）を有し、第１内孔３１ａの一端からニードル状の弁本体３２がナット３３を介して挿入されている。弁本体３２は、ナット３３内を軸方向へ摺動可能に組付けられていて、後述する駆動機構部３０ｂを構成する電動モータによって、第１内孔３１ａ内を進退可能になっている。弁本体３２は、その先端部にキャップ状の弁体３２ａを備えている。
【００２２】
弁ハウジング３１においては、その第１内孔３１ａが第２内孔３１ｂと交差する交差部の下流側に、円環状の弁部３１ｃを備えている。当該弁部３１ｃは、弁本体３２の弁体３２ａに対向して位置している。これにより、弁ハウジング３１の内部は、第２内孔３１ｂから弁部３１ｃを経て第１内孔３１ａの他端部に至る給水流路になっている。弁本体３２の弁体３２ａは、弁本体３２の進退動作に応じて給水流路内の弁部３１ｃに対して進退し、弁本体３２が前進すると給水流路の開口が縮小され、弁本体３２が後退すると給水流路の開口が拡大される。弁本体３２を進退動作させる駆動機構部３０ｂについては、図５に模式的に示している。
【００２３】
駆動機構部３０ｂは、電動モータ３４と、弁本体３２の軸部に噛合して弁本体３２を進退動作させる駆動ギヤ３５ａと、駆動ギヤ３５ａと電動モータ３４の駆動軸間に介在する減速ギヤ列３５ｂにて構成されている。駆動ギヤ３５ａには、回転体３５ｃが同軸的に組付けられている。回転体３５ｃは、その一端側外周にマグネット３６ａを備え、かつ、モータケース側には、一対のホール素子３６ｂ，３６ｃが取付けられている。ホール素子３６ｂ，３６ｃは、所定間隔を保持して配置されていて、駆動ギヤ３５ａと一体回転する回転体３５ｃが図示矢印Ａ方向に回転して、マグネット３６ａがホール素子３６ｂに達すると、ホール素子３６ｂはマグネット３６ａを検知して、電動モータ３４のそれ以上の同方向への回転を停止させる。また、回転体３５ｃは、この状態から矢印Ｂ方向へ回転して、マグネット３６ａがホール素子３６ｃに達すると、ホール素子３６ｃはマグネット３６ａを検知して、電動モータ３４のそれ以上の同方向への回転を停止させる。電動モータ３４の駆動制御は、制御装置２０にて行われる。
【００２４】
すなわち、各ホール素子３６ｂ，３６ｃは一対で、駆動ギヤ３５ａの回転量を規制すべく機能し、電動モータ３４の駆動量を、回転体３５ｃのマグネット３６ａが各ホール素子３６ｂｃ，３６ｃに達する範囲内としている。電動モータ３４は、駆動することによって弁本体３２を進退動作させるが、弁本体３２の進退動作量は、回転体３５ｃのマグネット３６ａが各ホール素子３６ｂｃ，３６ｃに達する範囲内に規制される。回転体３５ｃの回転方向Ａを弁本体３２が前進する方向であるとすれば、回転体３５ｃのマグネット３６ａが各ホール素子３６ｂに達した時点が弁本体３２の最大前進状態となって、給水流路の開口を最大限縮小した状態を形成することになる。また、回転体３５ｃの回転方向Ｂを弁本体３２が後退する方向であるとすれば、回転体３５ｃのマグネット３６ａが各ホール素子３６ｃに達した時点が弁本体３２の最大後退状態となって、給水流路の開口を最大限拡大した状態を形成することになる。
【００２５】
当該給水流量調整装置で採用している給水流量調整弁３０では、弁本体３２が最大限前進して給水流路の開口を最大限縮小した状態では所定の最少流量が確保されるように、かつ、弁本体３２が最大限後進して給水流路の開口を最大限拡大した状態では所定の最大流量が確保されるようにそれぞれ設定されている。従って、制御装置２０は通常、当該給水流量調整弁３０の弁本体３２を、上記の進退動作範囲内で進退制御して、被電解水の調整用の原水の給水流量をフィードバック制御する。
【００２６】
流量検出センサ３０ｃは、弁ハウジング３１内の給水流路として機能する第２内孔３１ｂ内に組込まれている。流量検出センサ３０ｃは、ケース３７ａ内に回転可能に収容してなるロータ３７ｂと、ロータ３７ｂの回転数を検出する磁性体からなる検出部３８にて構成されている。ロータ３７ｂはケース３７ａ内に収容された状態で、弁ハウジング３１の内孔３１ｂ内に組込まれており、検出部３８は、第２内孔３１ｂの壁部の外側に取付けられている。当該流量検出センサ３０ｃにおいては、弁ハウジング３１の第２内孔３１ｂ内を流れる原水によりロータ３７ｂが回転し、検出部３８にてロータ３７ｂの回転数が検出される。検出されたロータ３７ｂの回転数は、検出信号として制御装置２０に出力される。制御装置２０は、入力された回転数の検出信号に基づいて、原水の給水流量を設定流量に収斂させるフィードバック制御を行う。
【００２７】
当該電解水生成装置においては、上記した機能を有する制御装置２０によって、電解運転を制御されるが、制御装置２０は、電解運転が所定時間経過した時点で、流量調整弁３０を、原水の給水流量を設定流量に収斂させるフィードバック制御に代えて、流量調整弁３０の弁本体３２を大きく進退動作させる制御を行う。本実施態様においては、電動モータ３４を、駆動機構部３０ｂを構成する回転体３５ｃの回転がＡ方向にホール素子３６ｃ位置からホール素子位置３６ｂに達するまで、かつ、回転体３５ｃがＢ方向にホール素子３６ｂ位置からホール素子３６ｃに達するまで正逆駆動させて、弁本体３２を許容される進退動作範囲内にて、最大限前進および後退動作をさせる制御を行う。制御装置２０は、弁本体３２の当該制御を、有隔膜電解槽１０ａの各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性の正負反転に同期して行う。従って、長時間の電解運転においては、弁本体３２の当該進退動作の制御は、定期的に行われることになる。
【００２８】
本発明が駆動制御の対象とする形式の流量調整弁３０においては、当該電解水生成装置を構成する有隔膜電解槽１０ａの陽極側電解室と同様に、スケールが漸次析出して各構成部材や構成部位に付着しているおそれがある。有隔膜電解槽１０ａにおいては、陽極側電解室内の隔膜１２、一方の電極１３ａ，１３ｂ、および室内壁面等にスケールが付着する。当該電解水生成装置においては、これに対処すべく、電解運転が所定時間経過した時点で、有隔膜電解槽１０ａの各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性を正負反転させて、陽極側電解室を陰極側電解室に、陰極側電解室を陽極側電解室にそれぞれ反転させる手段を採っている。
【００２９】
一方、当該流量調整弁３０においては、スケールが漸次析出すると、弁本体３２、弁部３１ｃ、給水流路の内壁面等に相当量のスケールが付着する。当該流量調整弁３０においては、制御装置２０は、当該流量調整弁３０に対する通常のフィードバック制御に代えて、弁本体３２を、通常の進退動作範囲内の最大前進位置と最大後退位置にわたる駆動動作をすべく駆動制御する。当該駆動制御のタイミングは、有隔膜電解槽１０ａの各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の正負極性を反転させる時点である。従って、当該駆動制御は、各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の正負極性の反転に同期して、定期的に行われることになる。
【００３０】
当該駆動制御によれば、流量調整弁３０の弁本体３２は、通常許容されている進退動作範囲内で大きく進退動作する。このため、弁本体３２の大きな進退動作によって、弁本体３２、弁部３１ｃ、給水流路の内壁面等に付着しているスケールは剥離され、かつ、給水流路を流れる給水流によって除去される。除去されたスケールは、有隔膜電解槽１０ａの各電解室Ｒ1，Ｒ2内に至るが、有隔膜電解槽１０ａにおいてもスケールの除去対策を実施中であることから、スケールの除去は効果的になされることになる。
【００３１】
なお、本発明に係る流量調整弁の駆動制御においては、弁本体３２を大きく進退動作させる駆動制御のタイミングを、当該電解水生成装置の電解運転中における有隔膜電解槽１０ａの各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性の定期的な反転時点としているが、当該駆動制御のタイミングを、各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性の正負反転とは関係なく、電解運転が所定時間経過した時点とすることができる。このような駆動制御のタイミングは、特に、無隔膜電解槽を装備する電解水生成装置や、各電極に対する印加電圧の極性の正負反転制御を行わない電解水生成装置に対して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明が駆動制御の対象とする流量調整弁を装備した電解水生成装置を模式的に示す概略図である。
【図２】同流量調整弁の側面図である。
【図３】同流量調整弁の底面図である。
【図４】同流量調整弁を構成する弁機構部の縦断側面図である。
【図５】同流量調整弁を構成する駆動機構部を模式的に示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００３３】
１０ａ…有隔膜電解槽、１０ｂ…被電解水の調製機構、１０ｃ…導出管路の切替機構、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ，１３ｂ…電極、１４…導入管路、１５ａ1，１５ｂ1…第１導出管路、１５ａ2，１５ｂ2…第２導出管路、１６ａ…塩水タンク、１６ｂ…導出管路、１７…供給ポンプ、１８…流路切替弁、１８ａ…弁体、Ｒ1，Ｒ2…電解室、２０…制御装置、２１…直流電源、２２…電流検出センサ、２３…電圧切替用の駆動回路、３０…流量調整弁、３０ａ…弁機構部、３０ｂ…駆動機構部、３０ｃ…流量検出センサ、３１…弁ハウジング、３１ａ…第１内孔、３１ｂ…第２内孔、３２…弁本体、３２ａ…弁体、３３…ナット、３４…電動モータ、３５ａ…駆動ギヤ、３５ｂ…減速ギヤ列、３５ｃ…回転体、３６ａ…マグネット、３６ｂ，３６ｃ…ホール素子、３７ａ…ケース、３７ｂ…ロータ、３８…検知部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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