(57)【要約】【課題】被溶解物の残存量を表示して何時でも被溶解物の補充ができるようにする。【解決手段】仕切壁２により被溶解物６の溶解室３と、飽和水溶液８の貯蔵室４とに分けられ、溶解室３と貯蔵室４とは仕切壁２の下部で連通するタンク１を有し、溶解室３の水中に被溶解物６を沈ませて生成した飽和水溶液８を貯蔵室４に移動させて溜める水溶液生成装置において、溶解室３の上澄み液７ａよりも比重の大きい材料からなり、上端が上澄み液７ａから突出するように被溶解物６の上面に載置されるブロック１１と、基準面からブロック１１の上面までの距離Ｓを測定する距離センサ１２と、この距離センサ１２による測定値Ｓ、ブロックの高さＢ及び溶解室の底面から基準面までの距離Ｔから被溶解物６のレベルｈ（＝Ｔ−Ｓ−Ｂ）を演算し、このレベルｈから被加熱物の補給の必要を表示する表示器１９を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切壁により被溶解物を溶解させる溶解室と前記被溶解物の飽和水溶液を溜める貯蔵室とに分けられ、前記溶解室と貯蔵室とは前記仕切壁の下部で連通するタンクを有し、前記溶解室で前記被溶解物を水に沈ませて生成した前記飽和水溶液を前記貯蔵室に移動させて溜める水溶液生成装置において、
前記溶解室の上澄み液よりも比重の大きい材料からなり、上端が前記上澄み液から突出するように前記被溶解物の上面に載置されるブロックと、このブロックよりも高い位置にある基準面から前記ブロックの上面までの距離を測定する距離センサと、この距離センサの測定値、前記ブロックの高さ及び前記溶解室の底面から前記基準面までの高さから前記被溶解物のレベルを演算する手段とを設けたことを特徴とする水溶液生成装置。
【請求項２】
前記被溶解物のレベルをランプの点灯により段階別に表示するようにしたことを特徴とする請求項１記載の水溶液生成装置。
【請求項３】
前記基準面から前記溶解室の上澄み液表面までの距離を測定する距離センサと、この距離センサによる測定値及び前記溶解室の底面から前記基準面までの高さから前記上澄み液のレベルを演算する手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載の水溶液生成装置。
【請求項４】
前記被溶解物と上澄み液のレベルとの差を演算する手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の水溶液生成装置。
【請求項５】
前記レベルの差が所定の下限値まで低下したら、このレベルの差が所定の上限値に達するまで前記溶解室に給水する自動給水機構を設けたことを特徴とする請求項４記載の水溶液生成装置。
【請求項６】
前記距離センサを前記タンクの蓋の上面に取り付け、この蓋にあけた測定穴を通して前記距離を測定するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項３記載の水溶液生成装置。
【請求項７】
前記蓋を２分割し、一方の分割蓋に前記距離センサを取り付けるとともに、他方の分割蓋を前記一方の分割蓋の下側にスライドさせて開けるように構成し、前記他方の分割蓋を開けたときに前記蓋の測定穴を前記他方の分割蓋で塞ぐようにしたことを特徴とする請求項６記載の水溶液生成装置。
【請求項８】
前記仕切壁の下部に横一列にあけた小穴により、前記溶解室と貯蔵室とを連通させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の水溶液生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、食塩水などを電気分解して電解水を生成する電解水生成装置に用いられる飽和食塩水などの水溶液の生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解水生成装置については、例えば特許文献１に記載され、飽和食塩水生成装置については、例えば特許文献２に記載されているが、この発明が特に対象とする従来の水溶液生成装置の概略縦断面図を図４に示す。図４において、１は装置本体を構成する箱型のタンクで、タンク１は仕切壁２により食塩などの被溶解物を溶解させる溶解室３と、被溶解物が溶解して生じる飽和水溶液を溜める貯蔵室４とに分けられている。溶解室３と貯蔵室４とは、仕切壁２の下部に設けられた金網などからなるフィルタ５を通して連通するように構成されている。
【０００３】
このような装置において、例えば飽和食塩水を生成するには、溶解室３に粒子状の被溶解物（食塩）６を適宜のレベルまで投入し、次いで食塩６の量に見合う量の水道水７を入れて食塩６を水中に沈ませる。すると、フィルタ５を通して飽和食塩水８が流れ出し、貯蔵室４に溜まる。ここで、十分に時間をとると、溶解室３と貯蔵室４の水位は同じになる。電気分解に必要な飽和食塩水８は、図示しないポンプにより貯蔵室４から電解水生成装置に吐水される。
【０００４】
飽和食塩水は通常、２５〜２６％程度の食塩濃度を有しているが、水中の食塩量が水の量に対してある程度以下になると飽和濃度に達しなくなり、その場合には食塩６を補給する必要がある。従来、この補給の時機を判断するのに、食塩６の溶解室３への投入時に、その食塩量に対して十分な量の水道水７を同時に入れておく一方、その後の貯蔵室４からの飽和食塩水８の吐水量を積算計測し、この積算吐水量が食塩６の初期投入量から見込まれる飽和食塩水８の生成可能量に達したら食塩切れと見なしている。また、別の方法としては、食塩６と水道水７とを所定のレベルまで溶解室３に入れた後、貯蔵室４の飽和食塩水８のレベルをフローとスイッチなどで検出し、このレベルが一定の下限値まで低下したら食塩切れと見なしている。
【特許文献１】特開２０００−２４６２４８号公報
【特許文献２】特開平１１−３４４３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記した従来技術には次のような問題点がある。
（１）  食塩の補給は食塩切れが判明した時点だけ行われ、その途中の段階では残存食塩量が不明であるため適切な食塩の補給が困難である。例えば、補給信号が出ていない状態で食塩の補給をしようとすると、上澄み液がオーバーフローしたり、食塩が上澄み液より上に露出して結晶化したりして動作に支障が生じる恐れがある。
（２）  飽和食塩水の吐水に伴う水道水のレベルの低下は食塩より大きいが、食塩の投入初期にはその食塩量に見合う十分な量の水道水を予め入れておくため、食塩と水道水のレベル差が大きく、水道水に比べて食塩の投入量が制約される結果、タンクの食塩収容効率が悪い。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、被溶解物の残存量を常時把握して何時でも適切な被溶解物の補充ができるようにするとともに、タンクの被溶解物収容効率を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は、仕切壁により被溶解物を溶解させる溶解室と前記被溶解物の飽和水溶液を溜める貯蔵室とに分けられ、前記溶解室と貯蔵室とは前記仕切壁の下部で連通するタンクを有し、前記溶解室で前記被溶解物を水に沈ませて生成した前記飽和水溶液を前記貯蔵室に移動させて溜める水溶液生成装置において、前記溶解室の上澄み液よりも比重の大きい材料からなり、上端が前記上澄み液から突出するように前記被溶解物の上面に載置されるブロックと、このブロックよりも高い位置にある基準面から前記ブロックの上面までの距離を測定する距離センサと、この距離センサの測定値、前記ブロックの高さ及び前記溶解室の底面から前記基準面までの高さから前記被溶解物のレベルを演算する手段とを設けるものとする（請求項１）。
【０００８】
請求項１の発明は、被溶解物切れか否かのみを判断するのではなく、被溶解物の残存レベルを測定し、残存被溶解物の量を常時把握できるようにするものである。これにより、任意の時点で適切な量の被溶解物を補給することが可能になる。
【０００９】
請求項１の発明において、前記被溶解物のレベルをランプの点灯により段階別に表示するようにすると便利である（請求項２）。
【００１０】
請求項１の発明において、前記基準面から前記溶解室の上澄み液表面までの距離を測定する距離センサと、この距離センサの測定値及び前記溶解室の底面から前記基準面までの高さから前記上澄み液のレベルを演算する手段とを設けるとよい（請求項３）。これにより、上澄み液の残存レベルを残存被溶解物と同時に把握し、被溶解物の残存量に合わせて水道水を随時補給することが可能になる。
【００１１】
請求項３の発明において、前記被溶解物と上澄み液のレベルとの差を演算する手段を設けるとよい（請求項４）。これにより、被溶解物と上澄み液のレベルの差を把握し、このレベルの差を必要最小限に抑えながら被溶解物の補給量を最大限に増やし、タンクの被溶解物収容効率を高めることができる。
【００１２】
請求項４の発明において、前記レベルの差が所定の下限値まで低下したら前記溶解室に前記レベルの差が所定の上限値に達するまで給水する自動給水機構を設けるとよい（請求項５）。これにより、上澄み液をオーバーフローさせたり、被溶解物を上澄み液の液面上に露出させたりすることなく、水道水の自動給水を行うことが可能になる。
【００１３】
請求項１又は請求項３の発明において、前記距離センサは前記タンクの蓋の上面に取り付け、この蓋にあけた測定穴を通して前記距離を測定するようにするとよい（請求項６）。これにより、距離センサの取付支持が簡単になり、またタンクの蓋の上面を距離測定の基準面として用いることができる。
【００１４】
請求項６の発明において、前記蓋を２分割し、一方の分割蓋に前記距離センサを取り付けるとともに、他方の分割蓋を前記一方の分割蓋の下側にスライドさせて開けるように構成し、前記蓋を開けたときに前記一方の分割蓋の測定穴を前記他方の分割蓋で塞ぐようにするとよい（請求項７）。これにより、被溶解物の補給時に距離センサが取り付けられた分割蓋の測定穴を他方の分割蓋で塞ぎ、上澄み液が跳ねて距離センサにかかることを防ぐことができる。
【００１５】
請求項１の発明において、前記仕切壁の下部に横一列にあけた多数の小穴により、前記溶解室と貯蔵室とを連通させるよい（請求項８）。従来のフィルタに代えて横一列の多数の小穴を用いることにより、フィルタ詰まりの清掃やフィルタ交換などの作業が不要となり、装置の保守が簡単になるとともに製作費が安価になる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、被溶解物切れの有無のみではなく、被溶解物の残存レベルを常時把握できるので、任意の時期に適切に被溶解物を補給することができる。また、同時に上澄み液の残存レベルを把握することにより、被溶解物が上澄み液から露出しないようにしながら被溶解物を最大限まで補給し、タンクの被溶解物収容効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図１〜図３に基づき、飽和食塩水を生成する装置について、この発明の実施の形態を説明する。ここで、図１は水溶液生成装置の縦断面図、図２はそのII−II線に沿う断面図、図３は図２におけるタンクの蓋を開けた状態を示す図である。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。まず、図１において、塩化ビニールからなる箱型のタンク１は平板な蓋９を有し、仕切壁２により、被溶解物（食塩）６を溶解させる溶解室３と、食塩６が溶解して生じる飽和水溶液を溜める貯蔵室４とに分けられている。溶解室３と貯蔵室４とは、仕切壁２の下部に横一列にあけられた多数の小穴１０を通して、連通するように構成されている。
【００１８】
溶解室３には粒子状の食塩６が所定のレベルまで投入され、次いで水道水７が所定のレベルまで給水されて食塩６は水中に沈められる。食塩６が水道水７に溶解して生成された飽和食塩水８は、小穴１０を通して貯蔵室４に溜まり、溶解室３と貯蔵室４の水位は同じになる。その場合、飽和食塩水８が吐水されその水位が下がると、上澄み液７ａとの水位差（ヘッド）に応じた流速で飽和食塩水８が小穴１０を通して溶解室側から貯蔵室側に流れるが、この流速を適切に管理することにより、食塩６の粒子は小穴１０から貯蔵室４に流出することなく溶解室３内に留まる。そして、従来のフィルタ５（図１参照）に代えて小穴１０を用いることにより、製作費が安価になるとともにフィルタ詰まりなどのトラブルも解消される。生成された飽和食塩水８は、図示しないポンプにより貯蔵室４から電解水生成装置に吐水される。
【００１９】
ここで、図１において、食塩６を浸す上澄み液７ａから上端が突出するように、食塩６の上面に載置されるブロック１１が設けられている。ブロック１１は段付円柱状で、上澄み液７ａよりも比重の大きい材料、例えばタンク１と同じ塩化ビニールからなり、食塩６内に潜り込まない形状・重量に形成されている。
【００２０】
一方、タンク１の蓋９の上面にはブロック１１の直上に、例えば超音波センサからなる反射形の距離センサ１２が垂直に取り付けられ、その隣に別の距離センサ１３が同様に取り付けられている。距離センサ１２は蓋９にあけられた測定穴１４を通して超音波をブロック１１に向かって垂直下方に放射し、その反射波からブロック１１よりも高い位置にある基準面、いまの場合は蓋９の上面からブロック１１までの距離Ｓを測定するものである。これに対して、距離センサ１３は蓋９にあけられた測定穴１５を通して超音波を垂直下方に放射し、その反射波から蓋９の上面を基準面として、上澄み液までの距離Ｗを測定するものである。また、タンク１には給水管１６が設けられ、電磁弁１７を介して水道水が自動補給されるようになっている。
【００２１】
しかして、図示水溶液生成装置は制御部１８により制御され、制御部１８は以下に述べる制御により、表示器１９に食塩の残存レベルを表示し、また水道水を自動補給する。すなわち、装置の運転開始時において、タンク１に所定量、例えば９０ｋｇの食塩を図示食塩レベルｈがレベルｈ０になるまで投入する（ｈ＝ｈ０）。次に、水道水７を上澄み液レベルＨがレベルＨ０になるまで給水する。このとき、食塩６と上澄み液７ａのレベル差ΔＨ（＝Ｈ−ｈ）は所定の値、例えば５ｃｍとなる。
【００２２】
このような初期設定の下で運転が開始され飽和食塩水８が吐水されると、食塩レベルｈ及び上澄み液レベルＨが次第に低下する。なお、上澄み液レベルＨの低下は食塩レベルｈの低下よりも速い。そこで、制御部１８は距離センサ１２，１３かからの測定信号Ｓ，Ｗを読み込み、次のようにしてが、食塩レベルｈ及び上澄み液レベルＨを演算により求める。まず、タンク１の底面から基準面（蓋９の上面）までの高さをＴ、ブロック１１の高さをＢとすると、食塩レベルｈは、ｈ＝Ｔ−（Ｓ＋Ｂ）により求められる。また、上澄み液レベルＨは、Ｈ＝Ｔ−Ｗから求められる。更に、レベル差ΔＨは、ΔＨ＝Ｈ−ｈから求められる。
【００２３】
ここで、食塩レベルｈが満杯（ｈ＝ｈ０）の状態から１０ｋｇ減少したときのレベルをｈ１、同じく２０ｋｇ減少したときのレベルをｈ２、３０ｋｇ減少したときのレベルをｈ３、４０ｋｇ減少したときのレベルをｈ４として、制御部１８はｈ≧ｈ１の状態では表示器１９のランプ１９ａ（満杯）点灯させ、ｈ１＞ｈ≧ｈ２の状態ではランプ１９ｂ（１０ｋｇ投入）を点灯させ、ｈ２＞ｈ≧ｈ３の状態ではランプ１９ｃ（２０ｋｇ投入）を点灯させ、ｈ３＞ｈ≧ｈ４の状態ではランプ１９ｄ（３０ｋｇ投入）を点灯させ、ｈ４＞ｈの状態ではランプ１９ｅ（食塩切れ）を点灯させて、図示しない電解水生成装置の運転を停止させる。そこで、表示器１９が点灯した場合には、その点灯内容に応じた量の食塩６を補給する。
【００２４】
一方、制御部１８は、レベル差ΔＨが５ｃｍから次第に減少し、例えば３ｃｍになったら電磁弁１７を開き、５ｃｍに回復するまで水道水を給水する。これにより、レベル差ΔＨは常に３ｃｍから５ｃｍの間に維持される（５≧ΔＨ≧３）。
【００２５】
上述したとおり、図示実施の形態においては、食塩レベルｈの低下は食塩切れになる以前にも確認可能である。従って、適当な時期に表示に従って適切な量の食塩６を補給することができ、食塩切れによる電解水生成装置の運転停止を回避できるとともに、補給量が多すぎて食塩６が上澄み液７ａの液面上に露出し結晶化する恐れもない。一方、水道水は上澄み液７ａの深さΔＨが常に一定範囲に維持されるように自動給水されるため、途中で水道水が不足して食塩６が結晶化する恐れもない。
【００２６】
また、上記した上澄み液７ａの深さΔＨの設定範囲を飽和食塩水の生成に必要十分な最小値に定めれば、食塩の初期投入時にこのΔＨを設定上限値内に制限することにより、食塩６の初期投入量を限られたタンク容量内で最大限に増やして、食塩収容効率を高めることができる。ちなみに、従来は初期投入量の食塩の溶解に必要な水道水の全量を最初からタンクに入れていたため、タンク内の水道水のみで溶解可能な食塩の量は限られ食塩収容効率が低かった。図示実施の形態では水道水７が途中で補給可能であるため、食塩６の初期投入量を大幅に増やすことができる。
【００２７】
次に、図２において、タンク１の蓋９は前後に２分割され、タンク１に固定された一方の分割蓋９ａに距離センサ１２，１３が取り付けられ、他方の分割蓋９ｂは分割蓋９ａの下側にスライドして開閉されるようにタンク１に支持されている。しかして、図３に示すように、蓋９を開けたときには、分割蓋９ａの測定穴１４，１５はその下側にスライドした分割蓋９ｂで塞がれるように構成されている。これにより、蓋９を開けて食塩６を補給する際には、距離センサ１２，１３が取り付けられた分割蓋９ａの測定穴１４，１５は分割蓋９ｂで塞がれ、食塩６の投入により上澄み液７ａが跳ねても、距離センサ１２，１３にかかることがない。
【００２８】
なお、図示実施の形態では表示器はランプを点灯する例を示したが、例えば食塩レベルをデジタル表示するなど、適宜の他の表示器を用いることが可能である。また、距離センサは超音波センサに限られるものではなく、光を用いたものなど他の方式のものも用いることができる。更に、被溶解物は食塩に限られるものではなく、この発明は塩化カリウムなどの他の被溶解物を溶解する装置にも適用可能である。更にまた、距離測定の基準面は蓋の上面に限られるものではなく、距離センサの取付位置に応じて任意に設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態を示す水溶液生成装置の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図２における蓋を開けた状態を示す図である。
【図４】従来例を示す水溶液生成装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    タンク
２    仕切壁
３    溶解室
４    貯蔵室
６    食塩
７ａ  上澄み液
８    飽和食塩水
９    蓋
１０    小穴
１１    ブロック
１２    距離センサ
１３    距離センサ
１４    測定穴
１５    測定穴
１６    給水管
１７    電磁弁
１８    制御部
１９    表示器
【図１】
2005156205.tif 000003
【図２】
2005156205.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005156205.tif 000006