(57)【要約】【課題】空調冷温水などの各種密閉系循環水の配管路或いは消火栓、スプリンクラーへの消火水配管路の循環水のＰＨ値を改善して錆・スケール発生の少ないシステムを提供する。【解決手段】配管路１１ａ、ｂに水を循環させるポンプ１１を配設すると共に、前記ポンプ１１の排出側の配管路に第１の分岐管１１ｘとそのポンプの吸込側の配管路に第２の分岐管１１ｙとを設け、さらに、前記第１の分岐管１１ｘより前記循環水を流入させる入口パイプ部９０ａと、その流入水を正・負の両電極９２、９４を設けた電解槽９１に入れて両電極間の印加電界によるイオン化水を生成させ、流入水が所望のＰＨ値に到達するように制御されるＰＨ維持装置９０と、その生成イオン水を第２の分岐管１１ｙへ流出させ前記設備へ返送させる出口パイプ部９０ｂを備え、防錆／スケール付着防止を行うイオン水生成電解槽を用いたＰＨ維持装置９０を配管路内に接続して、イオン水による防錆・電解槽の電極逆転と、水流路変更によるスケール付着、除去を自動的に効率よく行う手段を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2005288383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調冷温水を少なくとも含む各種密閉系循環水の配管路を備える設備における、前記配管内のＰＨ維持システムであって、
前記設備は、その配管路に水を循環させるポンプを配設すると共に、前記ポンプの排出側の配管路に第１の分岐管とそのポンプの吸込側の配管路に第２の分岐管とを設け、
さらに、前記第１の分岐管より前記循環水を流入させる入口パイプ部と、その流入水を正・負の両電極を設けた電解槽に入れて両電極間の印加電界によるイオン化水を生成させ、流入水が所望のＰＨ値に到達するように制御されるＰＨ維持装置と、
その生成イオン水を第２の分岐管へ流出させ前記設備へ返送させる出口パイプ部とを備え、
前記ＰＨ維持装置は、前記電解槽の中に、負又は正の棒状電極と、その中心軸に合わせた円筒状イオン交換隔膜と、その外側に電解溶液透過性又はメッシュ状の正又は負の円筒状電極とを所定の間隙距離を維持し、前記電解溶液はイオン交換隔膜の外側を満たして配設され、
前記イオン交換隔膜の円筒パイプ内径に合わせて、その下部で、前記入口パイプ部と接続する入口側接続管と、その隔膜の円筒パイプ上部に接続して前記電解槽上部に配設されその隔膜内で発生する気体を分離するための気水分離槽と、その気水分離槽から生成イオン水を取り出し前記出口パイプ部と接続する出口側接続管と、前記気体を抜くため気水分離槽上蓋に設けたガス抜ホースと、
前記入口側接続管の最低位置から分岐し、前記電解溶液の中を通り電解槽上部まで配設したスラッジ抜きパイプと、入口パイプ部に設けられた入口ＰＨ計と、出口パイプ部に設けられた出口ＰＨ計と、前記正・負電極間に印加する直流電圧値及び極性を可変できる制御端子を備えた電源部と、前記入口・出口のＰＨ計の出力値を入力し、ＰＨ値が設定値に到達しているかの判定と、その判定による電源部の制御端子への電圧値データ出力を少なくとも予め定めたプログラム手順により処理する手段を有するコンピュータ制御部とを備えることを特徴とする水配管路内のＰＨ維持システム。
【請求項２】
屋内外消火栓、スプリンクラーを少なくとも含む各種消火用水の配管路を備える消火設備の配管路内のＰＨ維持システムであって、
前記消火設備は消火水槽と、その消火水槽から水を汲み上げ、前記消火栓又はスプリンクラーへ第１のゲート電子弁と逆止弁を順次経由して送水管へ送水するための第１のポンプと、消火水槽の水深を制御する補給水用ボールタップ（ＢＴ）及びオーバーフロー排水管とを設け、
さらに、前記消火水槽から水を吸上げる第２のポンプと、その吸上げた水を流入させる入り口パイプ部と、その流入水を正・負の両電極を設けた電解槽に入れて両極間の印加電界によるイオン化水を生成させ、流入水が所望のＰＨに到達するように制御されるＰＨ維持装置と、その生成イオン水を前記消火水槽へ返送させる出口パイプ部とを備え、
前記ＰＨ維持装置は、前記電解槽の中に、負又は正の棒状電極と、その中心軸に合わせた円筒状イオン交換隔膜と、その外側に電解溶液透過性又はメッシュ状の正又は負の円筒状電極とを所定の間隙距離を維持し、前記電解溶液はイオン交換隔膜の外側を満たして配設され、
前記イオン交換隔膜の円筒パイプ内径に合わせて、その下部で、前記入口パイプ部と接続する入口側接続管と、その隔膜の円筒パイプ上部に接続して前記電解槽上部に配設されその隔膜内で発生する気体を分離するための気水分離槽と、その気水分離槽から生成イオン水を取り出し前記出口パイプ部と接続する出口側接続管と、前記気体を抜くため気水分離槽上蓋に設けたガス抜ホースと、
前記入口側接続管の最低位置から分岐し、前記電解溶液の中を通り電解槽上部まで配設したスラッジ抜きパイプと、入口パイプ部に設けられた入口ＰＨ計と、出口パイプ部に設けられた出口ＰＨ計と、前記正・負電極間に印加する直流電圧値及び極性を可変できる制御端子を備えた電源部と、前記入口・出口のＰＨ計の出力値を入力し、ＰＨ値が設定値に到達しているかの判定と、その判定による電源部の制御端子への電圧値データ出力を少なくとも予め定めたプログラム手順により処理する手段を有するコンピュータ制御部とを備えることを特徴とする水配管路内のＰＨ維持システム。
【請求項３】
前記ＰＨ維持装置の円筒パイプ状イオン交換隔膜は、粒状又は破砕されたセラミックに、加熱した水溶性高分子材を混練し、補強用布状繊維上に圧出成形した平板成形材として、前記円筒パイプ内径に相当する円筒状の型材に捲きつけて乾燥させたセラミック混入樹脂バインダー層隔膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の水配管路内のＰＨ維持システム。
【請求項４】
前記ＰＨ維持装置は、さらに、前記出口側接続管と、前記スラッジ抜きパイプにそれぞれ制御信号により開閉を行うイオン水出口電子弁及びスラッジ抜き電子弁を設け、
前記制御部は、所定時間毎に前記出口電子弁へ閉鎖の信号を送ると共に、スラッジ抜き電子弁へ開放の信号を送り、さらに電源部へは電解槽の極性を逆転させる信号を送る手段を備え、電極付着物とこれらの沈殿物がスラッジ抜き電子弁へ排出されて除去されることを特徴とする請求項１又は２記載の水配管路内のＰＨ維持システム。
【請求項５】
前記ＰＨ維持装置は、生成したイオン水のうちＰＨ測定のためにＰＨ計内に供給されたイオン水を、ＰＨ測定後に電解質溶液として電解槽内に還元することにより、通常運転時の電解質溶液補給に替え、さらに、電解槽へ流出させる電解溶液補給液タンクと、補給液の開閉用電子弁と水位計とを備え、
前記制御部は水位センサーからの信号、電極間通電電流の減少又は通電抵抗の増大の電流値信号を前記電源部の電流値出力端子から受けて、補給液開閉用電子弁へ信号を送り開放する第１の手段と、
前記入口側接続管に設けられた入口ＰＨ計により長時間所定のＰＨ値に到達しないときは電解溶液の大半をオーバーフロー管から排出されるまで電子弁を開放する第２の手段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の水配管路内のＰＨ維持システム。
【請求項６】
前記消火設備は、さらに前記第１のゲート電子弁と第１のポンプとの間の送水管路に設けた分岐管と、その送水を第２のゲート電子弁と流量計を経由して前記消火水槽へ戻す帰還用管路とを設け、
前記ＰＨ維持装置運転により消火水槽内の水のＰＨ値を所定値にすると共に、その制御部は、前記第１のゲート電子弁へ所定時間毎に閉じる信号を送ると同時に第２のゲート電子弁へ開く信号を送り、消火水槽内のＰＨ値が所定値に到達すれば、第１のゲート電子弁に開く信号を送ると共に、第２のゲート電子弁に閉じる信号を送る手段を備え、消火水槽内の消火水全体を所定のＰＨ値に保つ攪拌を行うことを特徴とする請求項２記載の水配管路内のＰＨ維持システム。
【請求項７】
前記消火用水の配管路がスプリンクラーである場合には、消火対象建物の少なくとも階毎に系統区分されている前記スプリンクラー配管は、それぞれ系統端末に配管末試験弁と、その弁を開としたときその流水を検知する各系統に設けられたアラーム弁と、そのアラーム弁が発生する前記第１のポンプへの試験のための起動信号線と、さらに各系統の配管末試験弁の排水を回収して、前記消火水槽へ、その排水を戻す回収管とを設け、
前記ＰＨ維持装置運転により消火水槽内の水のＰＨ値を所定値にすると共に、その制御部は、前記試験弁が開かれた場合或は所定時間毎に第１のポンプの起動信号を送り、各系統の配管にある消火水を所定時間移動させ、試験弁が閉じられるか或はＰＨ値が所定値になれば第１のポンプの停止信号を送る手段を備え、各系統の配管内の消火水を所定のＰＨ値とすることを特徴とする請求項２記載の水配管路内のＰＨ維持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却又は加熱用に管路を循環する水のＰＨ値を一定に維持することにより、循環管路及び、接続された熱交換装置の防錆、スライム発生防止及びスケール付着防止を行う技術に関する。さらに、消火設備などの水配管内の水のＰＨ値を一定に維持し配管内の防錆を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調用の冷温水の循環管路や、樹脂成形金型の温調水や、地域冷暖房の循環水など、密閉された管路を循環する水については、配管の錆び防止のために防錆剤が用いられていた。しかし、防錆剤のコストがかかり、その循環水の交換に際しては廃棄される水の薬害が心配されていた。
【０００３】
また、スプリンクラーなどの消火用の管路においては、錆びの発生によりスプリンクラーヘッドの放水孔を塞ぐ心配から、通水テストなどの際に配管の充填水及び貯水槽に防錆剤を添加することがなされていた。
【０００４】
機械設備、空気、液体等の被熱交換体と熱交換を行う循環水系のスケール付着防止や、濃縮の防止方法としては、常に冷却水の一部をブローする方法、スケール発生防止剤や防錆剤の注入、硫酸などの酸の注入、イオン交換膜を用いる軟水化や塩類除去が行われていた。これらは、設備費用や維持管理費用が嵩む問題があった。
【０００５】
また、特許文献１には、直流電圧を印加する電極を備えて、液中のイオン成分、或いは電荷した粒子、有機物を１対の電極に吸着して除去する通液型コンデンサーに循環水又は補給水を通過させて、スケール付着や、錆びの発生を抑制することが提案されている。
【０００６】
しかし、通液型コンデンサーでは、１対の電極を短絡させ、また逆接続して電極に付着させたイオン成分の除去を行い排出させる操作と、排液回収の面倒な作業が必要であった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１２９５５１号公報（第２、３頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記の問題に鑑み、空調冷温水などの各種密閉系循環水の配管路或は消火栓・スプリンクラーへの消火用水配管路中の循環水のＰＨ値を改質して維持するシステムを提供するものであり、防錆・スケール付着防止を行うＰＨ維持装置を前記配管路内に接続して、その配管路の防錆・スケール付着防止を効率よく行う水配管路内のＰＨ維持システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の水配管路内のＰＨ維持システムは、空調冷温水を少なくとも含む各種密閉系循環水の配管路を備える設備における、前記配管内のＰＨ維持システムであって、
前記設備は、その配管路に水を循環させるポンプを配設すると共に、前記ポンプの排出側の配管路に第１の分岐管とそのポンプの吸込側の配管路に第２の分岐管とを設け、
さらに、前記第１の分岐管より前記循環水を流入させる入口パイプ部と、その流入水を正・負の両電極を設けた電解槽に入れて両電極間の印加電界によるイオン化水を生成させ、流入水が所望のＰＨ値に到達するように制御されるＰＨ維持装置と、
その生成イオン水を第２の分岐管へ流出させ前記設備へ返送させる出口パイプ部とを備え、
前記ＰＨ維持装置は、前記電解槽の中に、負又は正の棒状電極と、その中心軸に合わせた円筒状イオン交換隔膜と、その外側に電解溶液透過性又はメッシュ状の正又は負の円筒状電極とを所定の間隙距離を維持し、前記電解溶液はイオン交換隔膜の外側を満たして配設され、
前記イオン交換隔膜の円筒パイプ内径に合わせて、その下部で、前記入口パイプ部と接続する入口側接続管と、その隔膜の円筒パイプ上部に接続して前記電解槽上部に配設されその隔膜内で発生する気体を分離するための気水分離槽と、その気水分離槽から生成イオン水を取り出し前記出口パイプ部と接続する出口側接続管と、前記気体を抜くため気水分離槽上蓋に設けたガス抜ホースと、
前記入口側接続管の最低位置から分岐し、前記電解溶液の中を通り電解槽上部まで配設したスラッジ抜きパイプと、入口パイプ部に設けられた入口ＰＨ計と、出口パイプ部に設けられた出口ＰＨ計と、前記正・負電極間に印加する直流電圧値及び極性を可変できる制御端子を備えた電源部と、前記入口・出口のＰＨ計の出力値を入力し、ＰＨ値が設定値に到達しているかの判定と、その判定による電源部の制御端子への電圧値データ出力を少なくとも予め定めたプログラム手順により処理する手段を有するコンピュータ制御部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、屋内外消火栓、スプリンクラーを少なくとも含む各種消火用水の配管路を備える消火設備の配管路内のＰＨ維持システムであって、
前記消火設備は消火水槽と、その消火水槽から水を汲み上げ、前記消火栓又はスプリンクラーへ第１のゲート電子弁と逆止弁を順次経由して送水管へ送水するための第１のポンプと、消火水槽の水深を制御する補給水用ボールタップ（ＢＴ）及びオーバーフロー排水管とを設け、
さらに、前記消火水槽から水を吸上げる第２のポンプと、その吸上げた水を流入させる入り口パイプ部と、その流入水を正・負の両電極を設けた電解槽に入れて両極間の印加電界によるイオン化水を生成させ、流入水が所望のＰＨに到達するように制御されるＰＨ維持装置と、その生成イオン水を前記消火水槽へ返送させる出口パイプ部とを備え、
前記ＰＨ維持装置は、前記電解槽の中に、負又は正の棒状電極と、その中心軸に合わせた円筒状イオン交換隔膜と、その外側に電解溶液透過性又はメッシュ状の正又は負の円筒状電極とを所定の間隙距離を維持し、前記電解溶液はイオン交換隔膜の外側を満たして配設され、
前記イオン交換隔膜の円筒パイプ内径に合わせて、その下部で、前記入口パイプ部と接続する入口側接続管と、その隔膜の円筒パイプ上部に接続して前記電解槽上部に配設されその隔膜内で発生する気体を分離するための気水分離槽と、その気水分離槽から生成イオン水を取り出し前記出口パイプ部と接続する出口側接続管と、前記気体を抜くため気水分離槽上蓋に設けたガス抜ホースと、
前記入口側接続管の最低位置から分岐し、前記電解溶液の中を通り電解槽上部まで配設したスラッジ抜きパイプと、入口パイプ部に設けられた入口ＰＨ計と、出口パイプ部に設けられた出口ＰＨ計と、前記正・負電極間に印加する直流電圧値及び極性を可変できる制御端子を備えた電源部と、前記入口・出口のＰＨ計の出力値を入力し、ＰＨ値が設定値に到達しているかの判定と、その判定による電源部の制御端子への電圧値データ出力を少なくとも予め定めたプログラム手順により処理する手段を有するコンピュータ制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ＰＨ維持装置の円筒パイプ状イオン交換隔膜は、粒状又は破砕されたセラミックに、加熱した水溶性高分子材を混練し、補強用布状繊維上に圧出成形した平板成形材として、前記円筒パイプ内径に相当する円筒状の型材に捲きつけて乾燥させたセラミック混入樹脂バインダー層隔膜であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記ＰＨ維持装置は、さらに、前記出口側接続管と、前記スラッジ抜きパイプにそれぞれ制御信号により開閉を行うイオン水出口電子弁及びスラッジ抜き電子弁を設け、
前記制御部は、所定時間毎に前記出口電子弁へ閉鎖の信号を送ると共に、スラッジ抜き電子弁へ開放の信号を送り、さらに電源部へは電解槽の極性を逆転させる信号を送る手段を備え、電極付着物とこれらの沈殿物がスラッジ抜き電子弁へ排出されて除去されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ＰＨ維持装置は、生成したイオン水のうちＰＨ測定のためにＰＨ計内に供給されたイオン水を、ＰＨ測定後に電解質溶液として電解槽内に還元することにより、通常運転時の電解質溶液補給に替え、さらに、電解槽へ流出させる電解溶液補給液タンクと、補給液の開閉用電子弁と水位計とを備え、
前記制御部は水位センサーからの信号、電極間通電電流の減少又は通電抵抗の増大の電流値信号を前記電源部の電流値出力端子から受けて、補給液開閉用電子弁へ信号を送り開放する第１の手段と、
前記入口側接続管に設けられた入口ＰＨ計により長時間所定のＰＨ値に到達しないときは電解溶液の大半をオーバーフロー管から排出されるまで電子弁を開放する第２の手段を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記消火設備は、さらに前記第１のゲート電子弁と第１のポンプとの間の送水管路に設けた分岐管と、その送水を第２のゲート電子弁と流量計を経由して前記消火水槽へ戻す帰還用管路とを設け、
前記ＰＨ維持装置運転により消火水槽内の水のＰＨ値を所定値にすると共に、その制御部は、前記第１のゲート電子弁へ所定時間毎に閉じる信号を送ると同時に第２のゲート電子弁へ開く信号を送り、消火水槽内のＰＨ値が所定値に到達すれば、第１のゲート電子弁に開く信号を送ると共に、第２のゲート電子弁に閉じる信号を送る手段を備え、消火水槽内の消火水全体を所定のＰＨ値に保つ攪拌を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、前記消火用水の配管路がスプリンクラーである場合には、消火対象建物の少なくとも階毎に系統区分されている前記スプリンクラー配管は、それぞれ系統端末に配管末試験弁と、その弁を開としたときその流水を検知する各系統に設けられたアラーム弁と、そのアラーム弁が発生する前記第１のポンプへの試験のための起動信号線と、さらに各系統の配管末試験弁の排水を回収して、前記消火水槽へ、その排水を戻す回収管とを設け、
前記ＰＨ維持装置運転により消火水槽内の水のＰＨ値を所定値にすると共に、その制御部は、前記試験弁が開かれた場合或は所定時間毎に第１のポンプの起動信号を送り、各系統の配管にある消火水を所定時間移動させ、試験弁が閉じられるか或はＰＨ値が所定値になれば第１のポンプの停止信号を送る手段を備え、各系統の配管内の消火水を所定のＰＨ値とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のシステムは以下に示す効果を奏する。すなわち、空調冷温水、樹脂成形金型温調水、地域冷暖房循環水、冷却水などの密閉系循環管路内の防錆効果を向上させることができる。従ってそれらの配管に錆び防止のための防錆剤添加の必要がなく、循環水の交換で廃棄される薬害の心配もなく、維持コストを低下させることができる。
【００１７】
また、本システムはＰＨ維持が自動的に行われ、運転管理の省力化を可能にする大きな効果がある。さらに、生成したイオン水のうちＰＨ測定のためにＰＨ計内に供給されたイオン水を、ＰＨ測定後に電解質溶液として電解槽内に還元することにより、通常運転時の電解質溶液補給が不要となり、ＰＨ維持装置のメンテナンスが省力化できる。
【００１８】
従来の配管路中の水は、錆粉（酸化した鉄粉等）が混入した状態で循環しており、それらは清水と比較して熱伝導性能が劣っていた。本システムの機能は、防錆効果により、循環水中に鉄粉を発生させず、当初の清水を維持できるため熱伝導の面で損失がなく、従来に比べ省エネルギー効果がある。
【００１９】
また、本システムで、循環水をＰＨ１２．０以上の強アルカリ性に設定して維持すると界面活性効果が高くなり、その循環配管路内での循環水と配管壁との摩擦抵抗が減少し、ポンプ回転駆動力が少なくてすみ、省エネルギー効果をより向上させることができる。ポンプの稼働時間が長ければ長いほどコスト削減効果は大きくなる。
【００２０】
さらに、従来は、管腐蝕による熱伝達損失が発生していた。すなわち、従来から水を用いた熱搬送の配管には亜鉛鍍金の鋼管を使用することが多かった。この鋼管の配管は大口径であれば電気溶接で接合され、小口径ではネジ接合で接続され配管されていた。ここで鋼管の接合部では所謂電解による腐蝕が多く発生していた。特に異種金属接合部にその腐蝕が特に多く発生していた。このような問題に対し、本システムにおける所定値にＰＨ維持された循環水は、ＰＨ維持装置の電解槽内のイオン交換隔膜を電子又はイオンが通過するときにその隔膜（セラミック混入樹脂バインダー層隔膜９３）の成分の一部であるケイ素が処理液側（出口パイプ部９０ｂ）にイオン化して溶出される。そのＳｉ＋イオンは水中のＯ２−と結合しＳｉＯ２の安定したケイ酸塩として存在し、或いはＳｉ＋イオンとして水中に存在し、管路中のＦｅ又はＦｅＯ２と酸素を共有する共有結合を起こして、ケイ酸塩防錆被膜が形成される。この被膜によって新たな酸素の供給が断たれ酸化進行が抑制され、配管の腐食を防止し、管腐蝕による熱伝達損失の発生を防止する効果を発揮する。
【００２１】
また、冷温度直接噴霧熱交換型空調方式では、被空調空間に浮遊する菌・真菌類が噴霧接触時に冷水中に混入し、水中で増殖し、スライムとなり噴霧ノズル部に詰まりを発生させる問題があった。また、被空調室の食品（生野菜、鮮魚、穀物等）や、温湿度管理が必要な工業製品の表面に菌及び真菌又はそれらの菌子・胞子が付着し、生物的汚染拡大などにつながる欠点があった。本システムを用いれば、冷却し噴霧接触させる冷水を、ＰＨ維持装置により、その噴霧水を高ＰＨから、低ＰＨ環境に改質させると共に、ＰＨ維持装置の電解槽を通過させることにより電気分解、印加電界により菌などを死滅させることができる。すなわち、噴霧水の滅菌効果がある。
【００２２】
一方、前述の密閉系水管路でなく、開放系水管路においても、蓄熱槽などを使用しているので、その蓄熱槽をＰＨ維持装置専用のポンプを使用して所定時間毎にＰＨ値を所定の値にしてもよい。これにより、その管路内の防錆効果をあげることができ、防錆剤などを不要とすることができる。
【００２３】
また、消火栓・スプリンクラーなどの貯水槽を備えた開放系水管路の配管は、炭素鋼配管を使用しているが、内側が酸素と鉄が結合し腐蝕が発生する。前述したように亜鉛鍍金は接合部に傷が多く腐蝕し易い。最近、これらの配管の腐蝕漏水により、火災時に役に立たない事例が多く発生しており、このような事故防止にも本システムは効果を発揮することができる。
【００２４】
なお、本発明のＰＨ維持装置を用いたシステムは、ＰＨ値を所定値に自動的に維持させる手段、電解槽の処理水およびその処理水が通過するイオン交換隔膜内側で発生するスライム・スケールを自動的に除去する手段を備え、前記隔膜の上部には気水分離槽を設けるなど維持の人手がかからないため、効率的に稼動をさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態を図に基づき説明する。図１は本発明の水配管路内のＰＨ維持システムの第１の実施例を示す。このＰＨ維持システム１は密閉系循環管路の場合を示す。
【００２６】
ここで、１０は空調設備を示す。この設備は空調冷温水の密閉系循環管路を有する。尚、１０は樹脂成形金型温調水を循環させる設備や、地域冷暖房の冷温水を循環させる設備であってもよい。
【００２７】
１０ａは循環水入口、１０ｂは循環水出口である。１１は空調設備１０に水を循環させるためのポンプであり、１１ａは排出側の配管路、１１ｂは吸込側の配管路を示す。尚、１２ｘは余分な循環水排出部、１２ｙは循環水補給部を示す。
【００２８】
それらの配管路１１ａ、１１ｂにそれぞれ第１、第２の分岐管１１ｘ、１１ｙが設けられている。それらの第１、第２の分岐管１１ｘ、１１ｙの分岐先は、それぞれ、ＰＨ維持装置９０の電解槽９１への入口パイプ部９０ａ（処理水の入力パイプであり電解槽９１のイオン交換隔膜９３の下側部に接続している）と、出口パイプ部９０ｂ（イオン交換隔膜９３の上側部に設けた気水分離槽９０ｃの円筒壁にある出力側接続管９０ｄに接続している）とへ通じている。
【００２９】
入口パイプ部９０ａ、出口パイプ部９０ｂには、それぞれ入口ＰＨ計９５ａ、出口ＰＨ計９５ｂを設け、夫々、第１、第２の分岐管１１ｘ、１１ｙとの間に処理水入り口電子弁９６ａ、イオン水出口電子弁９６ｂがある。また、イオン交換隔膜９３の下側部に於ける入口パイプ部９０ａは、さらに分岐してスラッジ抜きパイプ９０ｆが設けられている。このスラッジ抜きパイプ９０ｆは電解槽９１内の電解液９１ｂ中を通り、電解槽９１の上蓋９１ａ上部から外部に出ている。また、スラッジ抜きパイプ９０ｆの終端部にはスラッジ抜き電子弁９６ｃが設けられている。
【００３０】
気水分離槽９０ｃの上蓋にはガス抜きホース９０ｌがある。
【００３１】
イオン交換隔膜９３の中心軸には負又は正の棒状電極９２があり、一方イオン交換隔膜９３の外側には正又は負の円筒状電極９４がある。
【００３２】
９９は制御部であり、空調設備１０のポンプ１１から排出された循環水を第１の分岐管１１ｘより取り出し、電解槽９１の入力パイプ部９０ａへ処理したい水を入力し、その処理水が所定のＰＨ値のイオン水に到達するように電解槽９１の出力パイプ部９０ｂへ排出して第２の分岐管１１ｙから処理された循環水を空調設備１０のポンプ１１に吸込まれる循環水へ戻すまでの制御を行う。
【００３３】
ＰＨ維持装置９０は、図１及び図３に示すように、電解槽９１とその制御プログラム手順を備えたコンピュータ構成の制御部９９からなる。
【００３４】
制御部９９は、電解槽９１の棒状電極９２（図では負極とし、アルカリイオン水が生成されるようにしてある）を印加電圧出力端子９９ｘに接続されている。なお、この棒状電極９２はステンレス、白金メッキのチタンなどの金属系又はカーボン系材料などでもよく中空状でもよい。
【００３５】
制御部９９は、電解槽９１の円筒状電極９４（図では正極としてある）を印加電圧出力端子９９ｙに接続されている。
【００３６】
また、制御部９９は入口ＰＨ計９５ａ、出口ＰＨ計９５ｂの入力端子９９ａ、９９ｂを有し、夫々ＰＨ計９５ａ、９５ｂに接続されている。
【００３７】
さらに、制御部９９は処理水入口電子弁９６ａ、イオン水出口電子弁９６ｂ、スラッジ抜き電子弁９６ｃを設け、夫々への出力端子９９ｐ、９９ｑ、９９ｒに接続されている。
【００３８】
図１に示す第１実施例の動作は以下のようになる。
【００３９】
空調設備１０はポンプ１１により循環水出口１０ｂから配管路１１ｂを介して循環水を吸込み、その水を配管路１１ａを介して循環水入口１０ａに戻している状態にあるとする。
【００４０】
図３に示すようにＰＨ維持装置９０の制御部９９は、少なくともＨＤＤなどの記憶装置部９９ｌ、入力装置部９９ｍ、表示装置部９９ｎ、前記電解槽の正の電極９４及び負の電極９２へインターフェース部（Ｉ／Ｆ）を介して制御される直流電源９９ｚの直流電圧を印加するための出力端子９９ｘ、９９ｙ、各電子弁９６ａ、ｂ、ｃへ開又は閉信号を送るための出力端子９９ｐ、ｑ、ｒ、ＰＨ計９５ａ、ｂからのＡ／Ｄ変換器、インターフェース部を介してＰＨ値を入力するための入力端子などと、それらを制御するＣＰＵからなるコンピュータである。
【００４１】
制御部９９は、初期状態では、ＣＰＵからインターフェース部を介して電子弁９６ａ、９６ｂ、９６ｃへは弁を閉じる信号が出力されており、空調設備１０の循環水とは完全に分離されている。
【００４２】
ここで、制御部９９のＣＰＵが予め定めたプログラム手順による以下に示す処理の各手段を実行する。
【００４３】
（１）ＰＨ計９５ａ、９５ｂから送られるデータを９９ａ、９９ｂ端子より受信し（アナログ値の場合Ａ／Ｄ変換器を通して）インターフェースＩ／Ｆから稼動開始時より所定時間毎（例えば１分間隔毎）にＣＰＵの一時メモリーに読込む。
【００４４】
（２）電子弁９６ａ及び９６ｂへ同時に開ける信号を送る。（電子弁９６ｃは閉じたままにしておく）ここで、第１の分岐管１１ｘから循環水を吸込み、電解槽９１の入口パイプ部９０ａへ循環水が流れる。
【００４５】
（３）円筒状電極９４と、棒状電極９２とへ予め初期値として定めた極性と電圧値を出力端子９９ｘ、９９ｙより印加して、イオン交換隔膜９３の内側下部の入口パイプ部９０ａから入る処理したい水が入力され、その隔膜９３の内側上部から気水分離槽９０ｃを介してその出力側接続管９０ｄを通過し出口パイプ部９０ｂへ生成されたイオン水が出力され第２の分岐管１１ｙからポンプ１１へ戻る。
【００４６】
（４）気水分離槽９０ｃでは、気体は分離されてガス抜きホース９０ｅから排出される。
【００４７】
（５）ＣＰＵは、所定時間毎（例えば１０分毎）に入口及び出口ＰＨ計９５ａ、９５ｂから読込んだＰＨ値を比較して、入口ＰＨ計の値に対して出口ＰＨ計の値が予定するＰＨ値に改善する単位時間当り値（時間的変化）が予定時間的変化値より少ない場合には、印加する前記電圧値を所定値増加させ、一方多い場合は予定値減少させる。
【００４８】
（６）以上の手順を繰返し、出口ＰＨ計９５ｂの値が前記予定するＰＨ値まで改善したときは、印加する前記電圧値を減少させるか又は前記電圧値を零として、イオン水生成を休止させ、ＰＨ計９５ａの値が所定値以下になれば電圧値を元の値に戻す。
【００４９】
（７）電解槽９１による稼働時間が所定時間（例えば１００時間）に到達すれば、制御部９９の印加電圧出力端子９９ｘ、ｙの極性を逆転させて、スラッジ除去のための所定電圧を印加させると共に、イオン水出口の電子弁９６ｂに閉じる信号と同時にスラッジ抜き電子弁９６ｃを開く信号を制御部９９の端子９９ｑ、９９ｒから送り、所定時間（例えば１分程度）後、直ちに元の状態に戻す。
【００５０】
従って、処理水はイオン交換隔膜９３を通過せずに入口パイプ部９０ａからスラッジ抜きパイプ９０ｆへ処理水が流出する。このとき、隔膜９３の下側のパイプ９０ａへ蓄積されたスラッジがパイプ９０ｆへ押出され短い所定時間の間に開かれた電子弁９６ｃを通り外部へ排出される。
【００５１】
（８）前記外部に排出された水量に相当する水を、前記循環水補給部１２ｙから補給する処理をする。この処理は図示しないが制御部９９から循環水補給部１２ｙ内の循環水補給用ポンプ１３へ信号を送り第２の分岐管から自動的に前記水量を注入する。
【００５２】
（９）前記ＰＨ維持装置９０は、生成したイオン水のうちＰＨ測定のためにＰＨ計内に供給されたイオン水を、ＰＨ測定後に電解質溶液として電解槽内に還元することにより、通常運転時の電解質溶液補給を行うように構成されているが、さらに電解槽へ補給させる電解質溶液補給液タンク９８と、その補給液の開閉用電子弁９６ｄと、水位計９７とを備えている（図示されていない）。
【００５３】
制御部９９は、水位センサー９７からの電解溶液の水位値を受信し、同時に電圧値、極性を可変できる制御端子を備え、直流電源９９ｚによる電解槽９１への電解電流値をインターフェースを介して所定時間毎にＣＰＵに読込み、電極間電解電流値が初期値に比べて大きく減少（通電抵抗の増大による）したときは、補給液開閉用電子弁９６ｄに水位計９７が所定位置に達するまで開放信号を送る。（第１の手段）
【００５４】
（１０）前記第１の手段によっても、入口側接続管９０ａに設けられた入口ＰＨ計９５ａのＰＨ値が長時間所定値に到達しないときは、電解溶液の大半をオーバーフロー管から排出されるよう電子弁９６ｄを開放する。（第２の手段）
【００５５】
尚、円筒パイプ状のイオン交換隔膜９３は、粒状又は破砕されたセラミックに加熱した水溶性高分子材を混練し、補強用布状繊維上に圧出成形した平板成形材とし、その成形材を前記円筒パイプの内径に相当する円筒状の型材に捲きつけて乾燥させたセラミック混入樹脂バインダー層隔膜である。
【００５６】
このセラミック混入樹脂バインダー層隔膜を用いるイオン水生成装置は、本発明者による平成１５年１２月１８日付け特願２００３−４２１６９９として出願している。
【００５７】
図１の第１実施例の場合においては密閉系の設備システムを対象としたが、開放水槽水を用いて循環させても良い。例えば図４にその実施例を示す。図４（ａ）は、工業用空調設備で、小型冷却装置により冷水を供給できる水槽を設けた構造図である。
【００５８】
空調設備１０の循環水を１０ｂより冷水供給水槽へ排出し、ポンプによりその水槽の水を吸込み空調設備１０の１０ａへ戻し、水を循環させる。その一部を分岐管からＰＨ維持装置９０へ取り入れ、その流入水をイオン水として生成して冷水供給水槽に戻すシステムである。制御部９９によりその電解槽９１の稼動システムを制御している。
【００５９】
図４（ｂ）は、地下などに循環水の蓄熱槽を設けた空調設備を示す構造図である。空調設備１０の循環水を１０ｂより蓄熱槽へ排出し、ポンプによりその水槽の水を吸込み、空調設備１０の１０ａへ戻し、水を循環させる。その一部を分岐管からＰＨ維持装置９０へ取り入れ、その流入水をイオン水として生成して蓄熱槽に戻すシステムである。
【００６０】
いずれにしても、開放型のシステムは第１実施例に述べた密閉型水配管路内のＰＨ維持システムと同様なシステムとすることができる。又、図４（ａ）、図４（ｂ）の開放型空調設備のほうが循環水用電子弁などの数が少なくてよいので制御は簡単になる。
【００６１】
次に、図２に基づき本発明の第２の実施例について説明する。
【００６２】
第２の実施例は、消火用水の配管路を有する消火設備の例であり、所謂、開放型配管路の場合である。
【００６３】
図２の消火設備における水管路内のＰＨ維持システム２は以下のような構造となっている。なお、図１の第１実施例における符号と同符号は同じ機能でありその説明を省略する。
【００６４】
２０は、全体の消火設備を示し、２０ｂは各階、各系統にあるスプリンクラー、２０ａはそれらのスプリンクラー２０ｂへの送水管、２０ｃはポンプ送水が停止した場合の逆支弁、２０ｄは第１ゲート弁で、制御信号入力端子を備え、その信号を受けゲート弁を閉または開とする電子弁である。
【００６５】
２１は、スプリンクラーへ送水する第１のポンプ、２２はＰＨ維持装置９０へ送水する第２のポンプ、２０ｅは第２のポンプからＰＨ維持装置９０への入口パイプ部、２０ｆはそのＰＨ維持装置９０からのイオン生成水の出口パイプ部である。
【００６６】
２３は消火水槽、２３ａはオーバーフロー管、２４は送水管２０の途中に設けられた分岐管、２４ａは第２のゲート弁であり制御入力端子を有する電子弁である。
【００６７】
２４ｂは流量計、２５はアラーム弁であり、２６は配管末試験弁、２７は配管末試験弁２６から排出する水の回収管であり消火水槽２３へ配管されている。アラーム弁２５は試験弁２６が開放されたとき、アラームを鳴らし、弁を開くように設定されている。ＰＨ維持装置９０の各符号は、前述したように図１、図３と同一である。
【００６８】
次に、図２に示す第２の実施例の水路管内のＰＨ維持システム２の動作を説明する。
【００６９】
消火設備２０で消火用水は、ポンプ２１により消火水槽２３から吸上げて送水管２０ａを介して各階或いは各系統のスプリンクラー２０ｂへ送られ、消火用水が各管路内に入った状態でポンプ２１は停止している。（分岐管２４の第２のゲート弁２４ａは初期状態では閉まっている）
【００７０】
ここで、火災が起こり、スプリンクラーの弁が開いたり、スプリンクラーの配管末試験弁２６をテストのため開くと、自動的にアラーム弁２５が開きアラームが鳴り、開いた弁から水が排出されるようになっている状態とする。
【００７１】
ここで、ＰＨ維持装置９０の制御部９９のＣＰＵが予め定めたプログラム手順に従って以下に示す処理の各手段を実行する。
【００７２】
（ａ）ＰＨ計９５ａ、９５ｂから送られるデータを９９ａ、９９ｂ端子より受信し、インターフェースＩ／Ｆから稼働開始時より所定時間毎にＣＰＵのＲＡＭなどの一時メモリーに読込む。
【００７３】
（ｂ）電子弁９６ｃは閉じた状態で、第２のポンプ２２へ起動信号を送る。従って、消火水槽の水は吸上げられ、入口パイプ部２０ｅを通り電解槽９１の入口パイプ部９０ａから、処理したい水が入り、イオン交換隔膜の内側を通過し、出口パイプ部９０ｂから出口パイプ部２０ｆを通り消火水槽２３へ戻る。
【００７４】
（ｃ）円筒状電極９４と、棒状電極９２とへ予め初期値として定めた極性と電圧値を出力端子９９ｘ、９９ｙより印加して、イオン交換隔膜９３の内側下部の入口パイプ部９０ａから入る水がイオン化され、その隔膜９３の内側上部から気水分離槽９０ｃを介し出口パイプ部９０ｂへ生成されたイオン水が出力され、出口パイプ部２０ｆを通り消火水槽２３に戻る。
【００７５】
（ｄ）気水分離槽９０ｃでは、気体は分離されてガス抜きホース９０ｅから排出される。
【００７６】
（ｅ）ＣＰＵは、所定時間毎（例えば１０分毎）に入口及び出口ＰＨ計９５ａ、９５ｂから読込んだＰＨ値を一時作業メモリー上で比較して、入口ＰＨ計の値に対して出口ＰＨ計の値が予定するＰＨ値に改善する単位時間当り値（時間的変化）が予定時間的変化値より少ない場合には、印加する前記電圧値を所定値増加させ、一方多い場合は予定値減少させる。
【００７７】
（ｆ）以上の手順を繰り返し、出口ＰＨ計９５ｂの値が前記予定するＰＨ値まで改善したときは、ＰＨ維持装置９０の稼動を休止させる。すなわち、ＣＰＵは電解槽９１への印加電圧を零とし、第２のポンプ２２の起動をｏｆｆとし、ＰＨ計９５ａ，９５ｂからの読み込みを中止する。予め定めた時間後に自動的に再開するまで中止した休止状態とする。
【００７８】
（ｇ）前記休止状態において、第１実施例の動作説明（７）で述べたような隔膜９３の下側パイプ９０ａに蓄積されるスラッジをパイプ９０ｆへ押し出し、外部へ排出する処理を所定時間毎に実行しても良い。
【００７９】
この場合、第１実施例では排出した水を（８）に述べたように補給する処理が必要となるが、第２実施例では消火水槽２３で不足の水を補給するようにすればよい。
【００８０】
又、第１実施例の動作の説明（９）、（１０）に述べた電解溶液を補給する処理も同様に実行する。この実行は（ｅ）の手段を行っても全く効果がないとき実行させると良い。又、休止状態中にその状態を自動的に解除して実行しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の水配管路内のＰＨ維持システムの第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の水配管路内のＰＨ維持システムの第２の実施例を示す構成図である。
【図３】本発明の水路管内ＰＨ維持システムに用いるＰＨ維持装置の構造図である。
【図４】本発明の開放系配管路の空調設備の構成図で、（ａ）は工業用小型チラ−冷水供給水槽を設けた空調設備、（ｂ）は蓄熱槽を設けた空調設備を示す構造図である。
【符号の説明】
【００８２】
１    水配管路内のＰＨ維持システム
２    水配管路内のＰＨ維持システム
１０    空調等の冷熱交換設備
１０ａ  循環水入口
１０ｂ  循環水出口
１１    ポンプ
１１ａ  排出側配管路
１１ｂ  吸込側配管路
１１ｘ  第１の分岐管
１１ｙ  第２の分岐管
２０    消火設備
２０ａ  送水管
２０ｂ  スプリンクラー
２０ｃ  逆止弁
２０ｄ  第１のゲート弁（電子弁）
２０ｅ  入口パイプ部
２０ｆ  出口パイプ部
２１    第１のポンプ
２２    第２のポンプ
２３    消火水槽
２３ａ  オーバーフロー管
２４    分岐管
２４ａ  第２のゲート弁（電子弁）
２４ｂ  流量計
２５    アラーム弁
２６    配管末試験弁
２７    回収管
９０    ＰＨ維持装置
９０ａ  入口パイプ部（処理水入口）
９０ｂ  出口パイプ部（イオン水生成出口）
９０ｃ  気水分離槽
９０ｄ  出口側接続管
９０ｅ  ガス抜きホース
９０ｆ  スラッジ抜きパイプ
９１    電解槽
９１ａ  上蓋
９１ｂ  出口パイプ部
９１ｂ  電解液
９２    棒状電極（負又は正極）
９３    イオン交換隔膜（セラミック混入樹脂バインダー層隔膜）
９４    円筒状電極（正又は負極）
９５    ＰＨ計
９５ａ  入口ＰＨ計
９５ｂ  出口ＰＨ計
９６    電子弁
９６ａ  処理水入口電子弁
９６ｂ  イオン水出口電子弁
９６ｃ  スラッジ抜き電子弁
９６ｄ  補給液開閉電子弁
９７    水位計
９８    電解溶液補給液タンク
９９    制御部（コンピュータ）
９９ａ、ｂ  ＰＨ計データ入力端子
９９ｘ、ｙ  直流電圧出力端子
９９ｐ、ｑ  電子弁への信号出力端子
９９ｚ  直流電源
【図１】
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【図２】
2005288383.tif 000004
【図３】
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【図４】
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