電解水生成装置
【課題】電解運転の開始時に電解槽内に過剰な電解電流を発生させることなく同電解槽に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに所定の設定電流値に調整可能な電解水生成装置を提供する。
【解決手段】電解運転の開始時に所定の電圧値、設定電流値、原水の供給流量及び濃塩水の濃度に基づいて原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段Ｓ１０５を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値としてフィードバック制御による電解運転Ｓ１０６がなされるようにした装置。
【解決手段】電解運転の開始時に所定の電圧値、設定電流値、原水の供給流量及び濃塩水の濃度に基づいて原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段Ｓ１０５を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値としてフィードバック制御による電解運転Ｓ１０６がなされるようにした装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置に関し、特に、給水源から電解槽に供給される原水に濃塩水を混入した希釈塩水を同電解槽内の電極に所定の電圧を印加して電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記の特許文献１においては、電解槽の電極間に印加した所定の電圧により給水源から供給される原水に濃塩水を混入した希釈塩水に生じる電解電流が設定電流値になるように、前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整するようにした電解水生成装置が開示されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２においては、電解槽の電極間に印加した所定の電圧により給水源から供給される原水に濃塩水を混入した希釈塩水に生じる電解電流が設定電流値になるように、前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整すると共に調整後の濃塩水の供給量を記憶し、記憶した濃塩水の供給量を次回電解運転開始時の供給量とするようにした電解水生成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２３２１７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電解水生成装置においては、電解運転の開始時は原水のみが電解槽に導入されてから徐々に濃塩水の供給量が増加するので、希釈塩水の電解電流が設定電流値になるまでに長時間を必要とし、その間に生成される電解水は所要の特性が得られないという難点がある。一方、特許文献２に記載の電解水生成装置においては、電解運転の開始時に原水に混入される濃塩水の供給量が前回の運転中に記憶した供給量に調整されるので、希釈塩水の電解電流が短時間で設定電流値に調整され得る利点がある。しかしながら、電解運転中に塩水タンクが塩水切れになった場合にはフィードバック制御によって調整される濃塩水の供給量が最大値になって、この最大値の供給量が記憶された状態で停止する。このため、次回の電解運転に際して塩水タンクに濃塩水を補充した場合、電解運転の開始時に濃塩水の供給量が先に記憶された最大値に調整され、その結果電解槽内の電極に過剰な電解電流が発生して、当該電解水生成装置の構成部品の故障の原因や、塩水の無駄な消費をまねくことになる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題に対処するため、電解運転の開始時に電解槽内に過剰な電解電流を発生させることなく同電解槽に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに所定の設定電流値に調整されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、給水源から供給される所定流量の原水に所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段とを備え、該電流検出手段により検出された前記希釈塩水の電解電流が予め設定した設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整するようにした電解水生成装置において、電解運転の開始時に前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるように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。
【０００８】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、濃塩水を収容する塩水タンクと、該塩水タンクの塩水切れを検知する塩水切れ検知手段と、給水源から供給される所定流量の原水に前記塩水タンクから供給される所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段と、前記検出された希釈塩水の電解電流が所定の設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整する制御手段と、前記フィードバック制御により調整された前記濃塩水の供給量を記憶する記憶手段とを備えて、電解運転が開始されたとき前記原水に混入される濃塩水の供給量を前記記憶手段に記憶された濃塩水の供給量に調整するようにした電解水生成装置において、前記塩水切れ検知手段の検知により前記塩水タンクに所要の濃塩水が補充された直後に電解運転が開始されたとき、前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるように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。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成したいずれの電解水生成装置においても、電解運転の開始時に前記算出手段により算出した濃塩水の供給量を初期値として前記フィードバック制御がなされるようにしたので、前記電解槽に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに所定の設定電流値に制御され、所期の目的を達成することができ、電解運転の開始時に塩水の無駄な消費をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図面において：
【図１】本発明の適用対象となる電解水生成装置の第１実施形態を概略的に示す構成図、
【図２】図１に示した制御装置の拡大図、
【図３】図１に示した電解水生成装置における制御装置のコントローラのブロック図、
【図４】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの第１実施形態を示すフローチャート、
【図５】電解槽内における被処理水の電気伝導度と電解電流値の関係を示すグラフ、
【図６】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの第２実施形態を示すフローチャート、
【図７】図１に示した電解水生成装置において給水源から供給される原水の電気伝導度を検出する手段を示す図、
【図８】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの他の実施形態を示すフローチャート、
【図９】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの更に他の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の適用対象となる電解水生成装置の第１実施形態を示している。この電解水生成装置は、有隔膜電解槽１０、希釈塩水調整機構２０および制御装置３０を備えている。電解槽１０はそれ自体公知のもので、その槽本体１１は隔膜１２にて一対の電解室Ｒ１，Ｒ２に区画されており、これらの電解室には電極１３ａ，１３ｂがそれぞれ配設されている。電解槽１０の電解室Ｒ１，Ｒ２の上流側部位には希釈塩水を供給する希釈塩水導管１４の分岐管路部がそれぞれ接続され、同電解室Ｒ１，Ｒ２の下流側部位には電解生成水を導出する上流側導出管１５ａ１，１５ｂ１がそれぞれ接続されている。これらの上流側導出管１５ａ１，１５ｂ１は、流路切換弁１６を介して下流側導出管１５ａ２，１５ｂ２に接続されている。
【００１２】
この電解水生成装置の電解運転においては、制御装置３０の制御下にて、電解室Ｒ１，Ｒ２の各電極１３ａ，１３ｂの極性が定期的に反転されるときそれに同期して流路切換弁１６が切換制御されて、上流側導出管１５ａ１，１５ｂ１の下流側導出管１５ａ２，１５ｂ２に対する接続が切換えられる。この切換により、一方の下流側導出管１５ａ２又は１５ｂ２が電解酸性水の導出管路となり、他方の下流側導出管１５ｂ２又は１５ｂ２が電解アルカリ性水の導出管路となる。
【００１３】
上記の電解運転中に、制御装置３０の制御下にて電源３１から電極１３ａ，１３ｂに印加された所定の電圧により生じる電解電流によって、電解槽１０の電解室Ｒ１，Ｒ２内に供給された希釈塩水が電気分解される。この電解運転において電極１３aの極性が正となり電極１３bの極性が負となった場合には、電解室Ｒ１にて生成される電解酸性水が上流側導出管１５a１と下流側導出管１５ａ２を通して導出され、電解室Ｒ２にて生成される電解アルカリ性水が上流側導出管１５b１と下流側導出管１５b２を通して導出される。また、制御装置３０の制御下にて電極１３ａ，１３ｂの極性が反転されるとともに流路切換弁１６が切替えられたときには、電解室Ｒ１にて生成される電解アルカリ性水が上流側導出管１５a１と下流側導出管１５ｂ２を通して導出され、電解室Ｒ２にて生成される電解酸性水が上流側導出管１５b１と下流側導出管路１５a２を通して導出される。
【００１４】
上記の電解運転中に電解槽１０内で発生する電解電流値は、電源３１と電極１３ｂを接続する配線の途中に介装した分流器３２に接続された電流計３３により計測される。この場合、電流計３３で計測される電解電流値は電解槽１０内に供給された希釈塩水の電気伝導度と等価であって同電気伝導度に応じて変化する。
【００１５】
電解槽１０に供給される希釈塩水の濃度を調整する調整機構２０は、飽和塩水等の高濃度の塩水を収容する塩水タンク２１と、塩水タンク２１内の濃塩水を供給する塩水供給導管２２に介装した吐出量可変型（例えば、パルス駆動式）の塩水供給ポンプ２３により構成されていて、塩水供給導管２２は給水源に接続した給水導管１７に接続されている。塩水供給ポンプ２３は制御装置３０の制御下にて駆動されて塩水タンク２１内の濃塩水を給水導管１７に供給する。
【００１６】
塩水ポンプ２３の作動によって給水導管１７に供給された濃塩水は給水導管１７を通して供給される原水に混合されて所定濃度に希釈された希釈塩水として希釈塩水導管１４を通して電解槽１０の電解室Ｒ１とＲ２に供給される。電解室Ｒ１，Ｒ２内にて電気分解される希釈塩水の電気伝導度は、後述する原水の電気伝導度と原水に混合される濃塩水の供給量に応じて変化する。
【００１７】
制御装置３０はマイクロコンピュータを備えたコントローラであって、電源から電解槽１０内の電極１３aと１３ｂに所定の電圧を印加し、同電圧の極性を定期的に反転させる機能を果たす。
【００１８】
図３に示したように、制御装置３０の入力インターフェース３０ｇには設定スイッチ３０a、注水スイッチ３０ｆ、水量設定スイッチ３０ｄ、流量センサ１９ｃ及び電流計３３が接続されている。一方、制御装置３０の出力インターフェース３０ｋには電源３１、塩水供給ポンプ２３、ウオーターバルブ１９a及び流量調整バルブ１９ｂが接続されている。上記のスイッチ類は使用者によって操作されるもので、図１と図２に示したように、装置本体の適所に取付けた操作盤に配置され、同操作盤には設定スイッチ３０aとアップダウンスイッチ３０ｂ１、３０ｂ２の選択的な操作によって設定された電圧値と電流値を表示する表示部３０ｃと、水量設定スイッチ３０ｄの操作によって設定された電解水（アルカリ性イオン水と酸性イオン水）の抽出される水量を表示する水量表示ランプ３０e１、３０e２, ３０e3が設けられている。
【００１９】
設定スイッチ３０ａとアップダウンスイッチ３０ｂ１、３０ｂ２は電圧値、電流値の設定を変更するためのスイッチであり、設定スイッチ３０ａを１回押すと表示部３０ｃに現在設定されている電圧値（例えば、１２Ｖ）が表示される。この表示された状態でアップダウンスイッチ３０ｂ１を押すと所定の電圧値（０．１Ｖ）が現在設定されている電圧値に加算され、アップダウンスイッチ３０ｂ２を押すと所定の電圧値（０．１Ｖ）が現在設定されている電圧値から減算され、設定スイッチ３０ａを再度押すことで変更後の電圧値を設定できる。なお、電圧値は７．０Ｖから１８．０Ｖの間で０．１Ｖ間隔で設定可能になっている。
【００２０】
また、設定スイッチ３０ａを２回押すと表示部３０ｃに現在設定されている電流値（例えば、１０Ａ）が表示される。この表示された状態でアップダウンスイッチ３０ｂ１を押すと所定の電流値（０．１Ａ）が現在設定されている電流値に加算され、アップダウンスイッチ３０ｂ２を押すと所定の電流値（０．１Ａ）が現在設定されている電流値から減算され、設定スイッチ３０ａを再度押すことで変更後の電流値を設定できる。なお、電流値は５．０Ａから１８．０Ａの間で０．１Ａ間隔で設定可能になっている。
【００２１】
注水スイッチ３０ｂは、その押圧操作により給水導管１７に介装した給水バルブ１９aを開弁する。これにより、給水源から給水導管１７に供給される水道水が、同給水導管１７に介装した軟水器１８aにて軟水化処理され、フィルター１８ｂにより濾過処理されて、原水として希釈塩水導管１４に導入される。また、給水導管１７には給水バルブ１９ａの下流側にて流量センサ１９ｃを備えた流量調整バルブ１９ｂが介装されている。この流量調整バルブ１９ｂは、水量設定スイッチ３０ｄの操作によってその開度を適宜に設定されて希釈塩水導管１４に供給される原水の流量を調整する。流量センサ１９ｃは流量調整バルブ１９ｂが開かれたとき希釈塩水導管１４に供給される原水の流れを検出する。
【００２２】
水量設定スイッチ３０ｄは原水供給量の設定を変更するためのスイッチであり、水量設定スイッチ３０ｄを押すごとに水量表示ランプ３０ｅ１、３０ｅ２、３０ｅ３の点灯位置が切り替り、原水供給量が多いとき（例えば、酸性水３Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水３Ｌ/ｍｉｎの全流量６Ｌ/ｍｉｎ）水量表示ランプ３０eが点灯し、原水供給量が標準の供給量であるとき（例えば、酸性水２Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水２Ｌ/ｍｉｎの全流量４Ｌ/ｍｉｎ）水量表示ランプ３０ｅ２が点灯し、原水供給量が少ないとき（例えば、酸性水１．５Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水１．５Ｌ/ｍｉｎの全流量３Ｌ/ｍｉｎ）水量表示ランプ３０ｅ３が点灯し、水量設定スイッチ３０ｄを押すことで原水の供給量を適宜に設定する。
【００２３】
制御装置３０は、上述したスイッチ類の操作によって、電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間に印加する電圧値、電解槽１０内における希釈塩水の電解電流を規定する電流値および原水の供給流量がそれぞれ所定の値に設定された状態にて、図４のフローチャートにより示した制御プログラムを以下のとおり実行する。
【００２４】
いま、電解運転を開始するため電源３１を投入して注水スイッチ３０ｆがＯＮ操作されると、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈがステップＳ１０１にて設定スイッチ３０ａまたは水量設定スイッチ３０ｄがＯＮされたか否かを判断し、ＯＮされていなければ給水バルブ１９aが閉じた状態にあって流量調整バルブ１９ｂの流量センサ１９ｃにて原水の流入が検出されないため、ステップＳ１０３にてＮＯと判断してプログラムをステップＳ１０１に戻す。この電解運転の開始に先立って設定スイッチ３０aを押した状態でアップダウンスイッチ３０ｂ１又は３０ｂ２の選択的な操作により電解槽１０の電極１３aと１３ｂに印加する電圧が所定の電圧値Ｖ０（例えば、工場出荷時の設定電圧値は１２Ｖ）に設定されると共に電解槽１０内における電解電流の設定電流値Ａ０（例えば、工場出荷時の設定電圧値は１２Ｖ）が設定され、さらに水量設定スイッチ３０ｄの操作によって原水の供給流量が所定の流量Ｌ０（例えば、工場出荷時の設定流量は酸性水２Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水２Ｌ/ｍｉｎの全流量４Ｌ/ｍｉｎ）に設定されると、上記の設定電圧値Ｖ０、設定電流値Ａ０及び設定流量Ｌ０が制御装置３０のＲＡＭ３０ｊに記憶される。
【００２５】
しかして、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈはステップＳ１０３にてＹＥＳと判断し、次のステップＳ１０４にて設定電圧値Ｖ０、設定電流値Ａ０、設定流量Ｌ０およびＲＯＭ３０ｉに格納されている演算用の設定水温Ｃ（例えば、３０℃）に基づいて設定電導度値Ｅを求める。この場合、水温Ｃは通常の水道水温（１５℃〜２５℃）より高い温度が固定値として設定されている。これは、水温が高いほど電気伝導度が高くなるため、通常より高い固定値の水温Ｃにすることで電解初期に濃塩水の供給を実際の水温から求められる供給量よりも僅かに少ない供給量から始めることができ、過剰な濃塩水の供給を防ぐことができるためである。また、通常より高い固定値の水温Ｃにすることで水温を計測する手段も不要となる。なお、一定の条件下においては図５に示すように電流値、電気伝導度および電圧（図では１１Ｖ、１２Ｖおよび１３Ｖを示す。）には相関関係が成立するため、ステップＳ１０４にて設定電導度値Ｅを求めることが可能となっている。
【００２６】
次いで、プログラムがステップＳ１０５に進むと、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈはステップＳ１０４にて求めた設定電導度値ＥとＲＯＭ３０ｉに格納されている演算用の濃塩水濃度Ｑ（例えば、２５％）に基づき原水に混入される濃塩水の供給量Ｐ（例えば、原水に混入してできた希釈塩水が２０００μｓ/ｃｍ２になる供給量）を求め、その後にプログラムをステップＳ１０６に進める。なお、濃塩水濃度Ｑは飽和濃度である２５％が固定値として設定されている。これは、濃塩水濃度が高いほど電気伝導度が高くなるため、飽和濃度を固定値の濃塩水濃度Ｑにすることで塩水タンク２１内の実際の塩水濃度に関係なく、電解初期に過剰な濃塩水の供給を防ぐためである。また、飽和濃度を固定値の濃塩水濃度Ｑにすることで塩水タンク２１内の塩水濃度を計測する手段も不要となる。
【００２７】
プログラムがステップＳ１０６に進むと、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈは、電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間に先に設定した所定の電圧Ｖ０を印加して電解運転を開始する。この電解開始時の濃塩水の供給量はステップＳ１０５で求めた濃塩水供給量Ｐであり、その後は電流計３３によって検出される希釈塩水の電解電流値を表す検出信号を入力して同希釈塩水の電解電流が前記設定電流値になるように塩水供給ポンプ２３の作動を制御して給水導管１７からの原水に混合される濃塩水の供給量のフィードバック制御を行い、ステップＳ１０７で原水の流入がなくなるのを検出するまで電解運転を継続させる。ステップＳ１０７で原水の流入がなくなるとステップＳ１０８で電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間の電圧の印加を停止することで電解運転を停止する。停止後ステップＳ１０１に戻り、次回の電解運転時にステップＳ１０１〜ステップＳ１０８にての処理を繰り返す。
【００２８】
上述した制御によって、電解運転開始から短時間で速やかに電解電流を設定電流値にすることができる。
【００２９】
この第１実施形態では設定電圧値Ｖ０、設定流量Ｌ０が設定可能として説明したが、これに限定するものではなく、演算用の固定値として電圧値Ｖ、流量ＬをＲＯＭ３０ｉに格納しステップＳ１０４で使用してもよい。また、この第１実施形態ではステップＳ１０３の後に濃塩水供給量Ｐを求めるステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理をステップＳ１０３の直前に行うようにしてもよい。
【００３０】
図６は本発明の第２実施形態において上記の制御装置３０により実行される制御プログラムのフローチャートであって、ステップＳ２０１，Ｓ２０２及びＳ２０３においては図４に示した第１実施形態のプログラムにおけるステップＳ１０１、Ｓ１０２及び１０３にての処理と同様な処理を実行して、ステップＳ２０４にて後述するステップＳ２１１又はＳ２１２にて記録されるフラグＮに基づき塩水タンク内の塩水切れの有無を判別するようにしたことに特徴がある。
【００３１】
しかして、ステップＳ２０４にて塩水切れでないと判断したときにはステップＳ２０７にて前回記憶した濃塩水の供給量Ｐから電解運転を開始し、電流計３３により検出される希釈塩水の電解電流が上記のアップダウンスイッチ３０ｂ１又は３０１２の操作により加算又は減算して設定した設定電流値ＡＯになるように給水導管１７から供給される原水に混入される濃塩水の供給量Ｐをフィードバック制御により調整する処理を実行する。
【００３２】
一方、ステップＳ２０４にて塩水切れと判断した場合には、プログラムをステップＳ２０６とステップＳ２０７に進めて第１実施形態のプログラムにおけるステップＳ１０４とＳ１０５にての処理と同様な処理を実行してからプログラムをステップＳ２０７に戻して濃塩水の供給量のフィードバック制御を行う。
【００３３】
その後にステップＳ２０８にて流量センサ１９ｂから検出信号が付与されず希釈塩水導管１４への原水の流入がないと判断すると、ステップＳ２０９にて電解運転中にフィードバック制御により規定された濃塩水の供給量ＰをＲＡＭ３０ｊに記憶させてプログラムをステップＳ２１０に進め、塩水供給タンク２３内の塩水切れの有無を判断する。この場合、塩水供給ポンプ２３として容量可変式ポンプ（例えば、可変容量範囲が０〜３６０回転/分であって通常の使用範囲が６０〜１２０回転/分）を採用した電解水生成装置においては、フィードバック制御による濃塩水の供給量Ｐが最大値（例えば、３６０回転/分）であれば塩水切れと判断する。
【００３４】
このとき、先のステップＳ２０９にて記憶された濃塩水の供給量Ｐが最大値であればステップＳ２１０にて塩水切れと判断してプログラムをステップＳ２１１に進めて塩水切れを表すフラグＮを“１”とセットし、同濃塩水の供給量Ｐが最大値でなければステップＳ２１２にてフラグＮを“０”にセットし、その後にステップＳ２１３にて電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間の電圧の印加を停止することで電解運転を停止する。
【００３５】
しかして、この第２実施形態においては、上述した電解運転の後に電解運転を再開した場合には、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３にての処理を実行してステップＳ２０４にて判断結果が“Ｎｏ”であれば先にステップＳ２０９にてＲＡＭ３０ｊに記憶された濃塩水の供給量Ｐによって電解運転が開始され電解槽１０内に供給された希釈塩水の電解電流が設定電流値ＡＯに制御される。
【００３６】
また、先の電解運転中にステップＳ２１０にて塩水切れと判断された場合には、フラグＮが“１”にセットされているのでステップＳ２０４にて“Ｙｅｓ”と判断しステップＳ２０５にてＲＡＭ３０ｊに記憶されている設定電圧値ＶＯ，設定電流値ＡＯ及び設定流量ＬＯ、それに加えて演算用の設定水温Ｃ（例えば、３０℃）に基づいて設定電導値Ｅを求め、次のステップＳ２０６にてＲＯＭ３０iに格納されている演算用の濃塩水の濃度Ｑ（例えば、２５％）を考慮して濃塩水の供給量Ｐが算出される。
これにより、塩水タンク２１内に濃塩水を補充した直後に電解運転が開始されたとき電解槽１０内に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに設定電流値AOに制御されて電解槽内にての過剰な電解電流の発生をなくすことができる。
【００３７】
なお、上記の制御プログラムにおいては、ステップＳ２１０にて濃塩水の供給量Ｐが最大値になったとき塩水タンク２１内の塩水切れと判断したが、塩水タンク２１内にフロートスイッチを配設して塩水切れを検知し、その検知信号の有無により塩水切れが判断されるように実施してもよい。
【００３８】
上述した本発明の第１実施形態と第２実施形態においては、図４のステップＳ１０４或いは図６のステップＳ２０５にて設定電圧値Ｖ０、設定電流値Ａ０、設定流量Ｌ０およびＲＯＭ３０ｉに格納されている演算用の設定水温Ｃ（例えば、３０℃）から設定電導度値Ｅを求めるようにしたが、通常原水として使用される水道水の電気伝導度ＥＯ（例えば、５００μｓ/ｃｍ２以上）が高ければ図５に示すように電解槽１０内にて電気分解される希釈塩水の電気伝導度が過剰となり、電解運転の初期に過剰な電解電流が生じて電解水生成装置の構成部品に支障をきたしたり、濃塩水を無駄に消費することになる。
【００３９】
この問題に対処するため、本発明のその他の実施形態においては、その適用対象となる電解水生成装置において、図７に示したように、フィルター１８ｂの下流側に追加した検水コック４０から検水容器４１に原水を取り出してその電気伝導度を電導度計４２により計測する。この場合、図１に示した電解水生成装置においては、制御装置３０の設定スイッチ３０ａを１回押すと電圧値Ｖ０が設定され、２回押すと電流値Ａ０が設定されるようにしたが、この実施形態における制御装置３０では、設定スイッチ３０ａを１回押すと電圧値Ｖ０が設定され、２回押すと電流値Ａ０が設定され、３回押すと現在設定されている原水の電導度値（例えば、２００μｓ/ｃｍ２）が表示部３０ｃに表示されるようにする。
【００４０】
このような電導度値の表示状態にてアップダウンスイッチ３０ｂ１を押すと所定の電導度値（１００μｓ/ｃｍ２）が現在設定されている原水の電導度値に加算され、アップダウンスイッチ３０ｂ２を押すと所定の電導度値（１００μｓ/ｃｍ２）が現在設定されている原水の電導度値から減算され、原水の所望の電導度値が設定スイッチ３０ａを押すことで設定できるようにする。なお、原水の電導度値は１００μｓ/ｃｍ２から１０００μｓ/ｃｍ２の間で１００μｓ/ｃｍ２間隔で設定可能にするのが望ましい。
【００４１】
なお、図７に示した電解水生成装置においては、検水コック４０から取水した原水の電導度値を電導度計４２により計測するようにしたが、これに代えて、給水導管１７から供給される原水の電気伝導度を検出するため、電解運転の開始時に塩水供給ポンプ２３を停止させて濃塩水の供給を遮断した状態にて給水導管１７から供給される原水のみを電解槽１０に導入して同原水の電解電流を電流計３３により検出し、その電流値に基づいて同原水の電気伝導度を検出してもよい。
【００４２】
しかして、この実施形態においては図４に示した第１実施形態の制御プログラムを図８に示したように変更することにより上記の問題（電解運転の初期における過剰な電解電流の発生）に対処することができる。すなわち、図８に示した制御プログラムにおいては、ステップＳ１０２Ａにて設定電圧Ｖ０、設定電流Ａ０および設定流量Ｌ０に加え、原水の電導度値Ｅ０（例えば、工場出荷時の原水電導度値は１００μｓ/ｃｍ２）を設定し、ステップＳ１０４の次に加えたステップＳ１０４Ａにて先のステップＳ１０２Ａにて設定した電導度値Ｅ０をステップ１０４にて求めた設定電導度値Ｅから減算して初期供給電導度値Ｅ１を求める。この初期供給電導度値Ｅ１と設定塩水濃度Ｑから濃塩水の供給量ＰをステップＳ１０５で求め、この濃塩水供給量Ｐを使用してステップＳ１０６にてフィードバック制御による電解運転を開始する。
【００４３】
上記の制御によって、電解運転開始時から短時間で電解電流を設定電流値にすることができるとともに、電導度値が高い原水を使用したとしても電解運転の開始時に濃塩水が原水に過剰に混入されることがなくなり電解運転開始時の過剰な電解電流の発生を防止することができる。
【００４４】
また、上記の問題に対処するため、図６に示した第２実施形態の制御プログラムを図９に示したように変更して上記の問題に対処してもよい。この場合、図９に示した制御プログラムにおいては、ステップＳ２０２Ａにて設定電圧Ｖ０、設定電流Ａ０および設定流量Ｌ０に加え、原水の電導度値Ｅ０を設定し、ステップＳ２０５の次に加えたステップＳ２０５Ａにて先のステップＳ２０２Ａにて設定した電導度値Ｅ０をステップ２０５にて求めた設定電導度値Ｅから減算して初期供給電導度値Ｅ１を求める。この初期供給電導度値Ｅ１と設定塩水濃度Ｑに基づいて濃塩水の供給量ＰをステップＳ２０６にて求め、この濃塩水供給量Ｐを使用してステップＳ２０７にてフィードバック制御による電解運転を開始する。
【００４５】
このような制御によっても、電解運転開始時から短時間で電解電流を設定電流値にすることができるとともに、原水電導度値が高い原水を使用したとしても電解運転の開始時に濃塩水が原水に過剰に混入されることがなくなり電解運転開始時の過剰な電解電流の発生を防止することができる。
【００４６】
なお、上述した図８の制御プログラムと図９の制御プログラムにおいては、原水の電気伝導度値ＥＯとして図７に示した電導度計により測定した電導度値を読み取るようにしたが、電解運転の開始時に塩水供給ポンプ２３を停止させて濃塩水の供給を遮断した状態にて給水導管１７から供給される原水のみを電解槽１０に導入して同原水の電解電流を電流計３３により検出して、その電流値を図８又は図９の制御プログラムの適宜なステップにて原水の電気伝導度値として読み取って原水の初期供給電導値Ｅ１を求めてもよい。この場合、図８の制御プログラムにおいては、ステップＳ１０３の次に追加したステップにて上記原水の電気伝導度値を読み取ってステップＳ１０４Ａにて初期供給電導値Ｅ１を求めたり、或いは図９の制御プログラムにおいてステップＳ２０３の次に追加したステップにて上記原水の電気伝導度値を読み取ってステップＳ２０５Ａにて初期供給電導値Ｅ１を求めてもよい。或いは、図９の制御プログラムにおいてステップＳ２１１の次に追加したステップにて上記原水の電気伝導度値を読み取ってステップＳ２０５Ａにて初期供給電導値Ｅ１を求めてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・電解槽、３３・・電流検出手段、Ｓ１０２・・設定電圧、設定電流、設定流量の入力、Ｓ１０５・・濃塩水の供給量を算出する手段、Ｓ１０６・・フィードバックによる電解運転。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置に関し、特に、給水源から電解槽に供給される原水に濃塩水を混入した希釈塩水を同電解槽内の電極に所定の電圧を印加して電気分解することにより電解水を生成する電解水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記の特許文献１においては、電解槽の電極間に印加した所定の電圧により給水源から供給される原水に濃塩水を混入した希釈塩水に生じる電解電流が設定電流値になるように、前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整するようにした電解水生成装置が開示されている。
【０００３】
また、下記の特許文献２においては、電解槽の電極間に印加した所定の電圧により給水源から供給される原水に濃塩水を混入した希釈塩水に生じる電解電流が設定電流値になるように、前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整すると共に調整後の濃塩水の供給量を記憶し、記憶した濃塩水の供給量を次回電解運転開始時の供給量とするようにした電解水生成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−２３２１７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電解水生成装置においては、電解運転の開始時は原水のみが電解槽に導入されてから徐々に濃塩水の供給量が増加するので、希釈塩水の電解電流が設定電流値になるまでに長時間を必要とし、その間に生成される電解水は所要の特性が得られないという難点がある。一方、特許文献２に記載の電解水生成装置においては、電解運転の開始時に原水に混入される濃塩水の供給量が前回の運転中に記憶した供給量に調整されるので、希釈塩水の電解電流が短時間で設定電流値に調整され得る利点がある。しかしながら、電解運転中に塩水タンクが塩水切れになった場合にはフィードバック制御によって調整される濃塩水の供給量が最大値になって、この最大値の供給量が記憶された状態で停止する。このため、次回の電解運転に際して塩水タンクに濃塩水を補充した場合、電解運転の開始時に濃塩水の供給量が先に記憶された最大値に調整され、その結果電解槽内の電極に過剰な電解電流が発生して、当該電解水生成装置の構成部品の故障の原因や、塩水の無駄な消費をまねくことになる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題に対処するため、電解運転の開始時に電解槽内に過剰な電解電流を発生させることなく同電解槽に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに所定の設定電流値に調整されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、給水源から供給される所定流量の原水に所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段とを備え、該電流検出手段により検出された前記希釈塩水の電解電流が予め設定した設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整するようにした電解水生成装置において、電解運転の開始時に前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるように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。
【０００８】
また、本発明は、上記の目的を達成するため、濃塩水を収容する塩水タンクと、該塩水タンクの塩水切れを検知する塩水切れ検知手段と、給水源から供給される所定流量の原水に前記塩水タンクから供給される所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段と、前記検出された希釈塩水の電解電流が所定の設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整する制御手段と、前記フィードバック制御により調整された前記濃塩水の供給量を記憶する記憶手段とを備えて、電解運転が開始されたとき前記原水に混入される濃塩水の供給量を前記記憶手段に記憶された濃塩水の供給量に調整するようにした電解水生成装置において、前記塩水切れ検知手段の検知により前記塩水タンクに所要の濃塩水が補充された直後に電解運転が開始されたとき、前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるように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。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成したいずれの電解水生成装置においても、電解運転の開始時に前記算出手段により算出した濃塩水の供給量を初期値として前記フィードバック制御がなされるようにしたので、前記電解槽に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに所定の設定電流値に制御され、所期の目的を達成することができ、電解運転の開始時に塩水の無駄な消費をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図面において：
【図１】本発明の適用対象となる電解水生成装置の第１実施形態を概略的に示す構成図、
【図２】図１に示した制御装置の拡大図、
【図３】図１に示した電解水生成装置における制御装置のコントローラのブロック図、
【図４】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの第１実施形態を示すフローチャート、
【図５】電解槽内における被処理水の電気伝導度と電解電流値の関係を示すグラフ、
【図６】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの第２実施形態を示すフローチャート、
【図７】図１に示した電解水生成装置において給水源から供給される原水の電気伝導度を検出する手段を示す図、
【図８】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの他の実施形態を示すフローチャート、
【図９】図３に示したコントローラにより実行される制御プログラムの更に他の実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の適用対象となる電解水生成装置の第１実施形態を示している。この電解水生成装置は、有隔膜電解槽１０、希釈塩水調整機構２０および制御装置３０を備えている。電解槽１０はそれ自体公知のもので、その槽本体１１は隔膜１２にて一対の電解室Ｒ１，Ｒ２に区画されており、これらの電解室には電極１３ａ，１３ｂがそれぞれ配設されている。電解槽１０の電解室Ｒ１，Ｒ２の上流側部位には希釈塩水を供給する希釈塩水導管１４の分岐管路部がそれぞれ接続され、同電解室Ｒ１，Ｒ２の下流側部位には電解生成水を導出する上流側導出管１５ａ１，１５ｂ１がそれぞれ接続されている。これらの上流側導出管１５ａ１，１５ｂ１は、流路切換弁１６を介して下流側導出管１５ａ２，１５ｂ２に接続されている。
【００１２】
この電解水生成装置の電解運転においては、制御装置３０の制御下にて、電解室Ｒ１，Ｒ２の各電極１３ａ，１３ｂの極性が定期的に反転されるときそれに同期して流路切換弁１６が切換制御されて、上流側導出管１５ａ１，１５ｂ１の下流側導出管１５ａ２，１５ｂ２に対する接続が切換えられる。この切換により、一方の下流側導出管１５ａ２又は１５ｂ２が電解酸性水の導出管路となり、他方の下流側導出管１５ｂ２又は１５ｂ２が電解アルカリ性水の導出管路となる。
【００１３】
上記の電解運転中に、制御装置３０の制御下にて電源３１から電極１３ａ，１３ｂに印加された所定の電圧により生じる電解電流によって、電解槽１０の電解室Ｒ１，Ｒ２内に供給された希釈塩水が電気分解される。この電解運転において電極１３aの極性が正となり電極１３bの極性が負となった場合には、電解室Ｒ１にて生成される電解酸性水が上流側導出管１５a１と下流側導出管１５ａ２を通して導出され、電解室Ｒ２にて生成される電解アルカリ性水が上流側導出管１５b１と下流側導出管１５b２を通して導出される。また、制御装置３０の制御下にて電極１３ａ，１３ｂの極性が反転されるとともに流路切換弁１６が切替えられたときには、電解室Ｒ１にて生成される電解アルカリ性水が上流側導出管１５a１と下流側導出管１５ｂ２を通して導出され、電解室Ｒ２にて生成される電解酸性水が上流側導出管１５b１と下流側導出管路１５a２を通して導出される。
【００１４】
上記の電解運転中に電解槽１０内で発生する電解電流値は、電源３１と電極１３ｂを接続する配線の途中に介装した分流器３２に接続された電流計３３により計測される。この場合、電流計３３で計測される電解電流値は電解槽１０内に供給された希釈塩水の電気伝導度と等価であって同電気伝導度に応じて変化する。
【００１５】
電解槽１０に供給される希釈塩水の濃度を調整する調整機構２０は、飽和塩水等の高濃度の塩水を収容する塩水タンク２１と、塩水タンク２１内の濃塩水を供給する塩水供給導管２２に介装した吐出量可変型（例えば、パルス駆動式）の塩水供給ポンプ２３により構成されていて、塩水供給導管２２は給水源に接続した給水導管１７に接続されている。塩水供給ポンプ２３は制御装置３０の制御下にて駆動されて塩水タンク２１内の濃塩水を給水導管１７に供給する。
【００１６】
塩水ポンプ２３の作動によって給水導管１７に供給された濃塩水は給水導管１７を通して供給される原水に混合されて所定濃度に希釈された希釈塩水として希釈塩水導管１４を通して電解槽１０の電解室Ｒ１とＲ２に供給される。電解室Ｒ１，Ｒ２内にて電気分解される希釈塩水の電気伝導度は、後述する原水の電気伝導度と原水に混合される濃塩水の供給量に応じて変化する。
【００１７】
制御装置３０はマイクロコンピュータを備えたコントローラであって、電源から電解槽１０内の電極１３aと１３ｂに所定の電圧を印加し、同電圧の極性を定期的に反転させる機能を果たす。
【００１８】
図３に示したように、制御装置３０の入力インターフェース３０ｇには設定スイッチ３０a、注水スイッチ３０ｆ、水量設定スイッチ３０ｄ、流量センサ１９ｃ及び電流計３３が接続されている。一方、制御装置３０の出力インターフェース３０ｋには電源３１、塩水供給ポンプ２３、ウオーターバルブ１９a及び流量調整バルブ１９ｂが接続されている。上記のスイッチ類は使用者によって操作されるもので、図１と図２に示したように、装置本体の適所に取付けた操作盤に配置され、同操作盤には設定スイッチ３０aとアップダウンスイッチ３０ｂ１、３０ｂ２の選択的な操作によって設定された電圧値と電流値を表示する表示部３０ｃと、水量設定スイッチ３０ｄの操作によって設定された電解水（アルカリ性イオン水と酸性イオン水）の抽出される水量を表示する水量表示ランプ３０e１、３０e２, ３０e3が設けられている。
【００１９】
設定スイッチ３０ａとアップダウンスイッチ３０ｂ１、３０ｂ２は電圧値、電流値の設定を変更するためのスイッチであり、設定スイッチ３０ａを１回押すと表示部３０ｃに現在設定されている電圧値（例えば、１２Ｖ）が表示される。この表示された状態でアップダウンスイッチ３０ｂ１を押すと所定の電圧値（０．１Ｖ）が現在設定されている電圧値に加算され、アップダウンスイッチ３０ｂ２を押すと所定の電圧値（０．１Ｖ）が現在設定されている電圧値から減算され、設定スイッチ３０ａを再度押すことで変更後の電圧値を設定できる。なお、電圧値は７．０Ｖから１８．０Ｖの間で０．１Ｖ間隔で設定可能になっている。
【００２０】
また、設定スイッチ３０ａを２回押すと表示部３０ｃに現在設定されている電流値（例えば、１０Ａ）が表示される。この表示された状態でアップダウンスイッチ３０ｂ１を押すと所定の電流値（０．１Ａ）が現在設定されている電流値に加算され、アップダウンスイッチ３０ｂ２を押すと所定の電流値（０．１Ａ）が現在設定されている電流値から減算され、設定スイッチ３０ａを再度押すことで変更後の電流値を設定できる。なお、電流値は５．０Ａから１８．０Ａの間で０．１Ａ間隔で設定可能になっている。
【００２１】
注水スイッチ３０ｂは、その押圧操作により給水導管１７に介装した給水バルブ１９aを開弁する。これにより、給水源から給水導管１７に供給される水道水が、同給水導管１７に介装した軟水器１８aにて軟水化処理され、フィルター１８ｂにより濾過処理されて、原水として希釈塩水導管１４に導入される。また、給水導管１７には給水バルブ１９ａの下流側にて流量センサ１９ｃを備えた流量調整バルブ１９ｂが介装されている。この流量調整バルブ１９ｂは、水量設定スイッチ３０ｄの操作によってその開度を適宜に設定されて希釈塩水導管１４に供給される原水の流量を調整する。流量センサ１９ｃは流量調整バルブ１９ｂが開かれたとき希釈塩水導管１４に供給される原水の流れを検出する。
【００２２】
水量設定スイッチ３０ｄは原水供給量の設定を変更するためのスイッチであり、水量設定スイッチ３０ｄを押すごとに水量表示ランプ３０ｅ１、３０ｅ２、３０ｅ３の点灯位置が切り替り、原水供給量が多いとき（例えば、酸性水３Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水３Ｌ/ｍｉｎの全流量６Ｌ/ｍｉｎ）水量表示ランプ３０eが点灯し、原水供給量が標準の供給量であるとき（例えば、酸性水２Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水２Ｌ/ｍｉｎの全流量４Ｌ/ｍｉｎ）水量表示ランプ３０ｅ２が点灯し、原水供給量が少ないとき（例えば、酸性水１．５Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水１．５Ｌ/ｍｉｎの全流量３Ｌ/ｍｉｎ）水量表示ランプ３０ｅ３が点灯し、水量設定スイッチ３０ｄを押すことで原水の供給量を適宜に設定する。
【００２３】
制御装置３０は、上述したスイッチ類の操作によって、電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間に印加する電圧値、電解槽１０内における希釈塩水の電解電流を規定する電流値および原水の供給流量がそれぞれ所定の値に設定された状態にて、図４のフローチャートにより示した制御プログラムを以下のとおり実行する。
【００２４】
いま、電解運転を開始するため電源３１を投入して注水スイッチ３０ｆがＯＮ操作されると、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈがステップＳ１０１にて設定スイッチ３０ａまたは水量設定スイッチ３０ｄがＯＮされたか否かを判断し、ＯＮされていなければ給水バルブ１９aが閉じた状態にあって流量調整バルブ１９ｂの流量センサ１９ｃにて原水の流入が検出されないため、ステップＳ１０３にてＮＯと判断してプログラムをステップＳ１０１に戻す。この電解運転の開始に先立って設定スイッチ３０aを押した状態でアップダウンスイッチ３０ｂ１又は３０ｂ２の選択的な操作により電解槽１０の電極１３aと１３ｂに印加する電圧が所定の電圧値Ｖ０（例えば、工場出荷時の設定電圧値は１２Ｖ）に設定されると共に電解槽１０内における電解電流の設定電流値Ａ０（例えば、工場出荷時の設定電圧値は１２Ｖ）が設定され、さらに水量設定スイッチ３０ｄの操作によって原水の供給流量が所定の流量Ｌ０（例えば、工場出荷時の設定流量は酸性水２Ｌ/ｍｉｎ、アルカリ性水２Ｌ/ｍｉｎの全流量４Ｌ/ｍｉｎ）に設定されると、上記の設定電圧値Ｖ０、設定電流値Ａ０及び設定流量Ｌ０が制御装置３０のＲＡＭ３０ｊに記憶される。
【００２５】
しかして、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈはステップＳ１０３にてＹＥＳと判断し、次のステップＳ１０４にて設定電圧値Ｖ０、設定電流値Ａ０、設定流量Ｌ０およびＲＯＭ３０ｉに格納されている演算用の設定水温Ｃ（例えば、３０℃）に基づいて設定電導度値Ｅを求める。この場合、水温Ｃは通常の水道水温（１５℃〜２５℃）より高い温度が固定値として設定されている。これは、水温が高いほど電気伝導度が高くなるため、通常より高い固定値の水温Ｃにすることで電解初期に濃塩水の供給を実際の水温から求められる供給量よりも僅かに少ない供給量から始めることができ、過剰な濃塩水の供給を防ぐことができるためである。また、通常より高い固定値の水温Ｃにすることで水温を計測する手段も不要となる。なお、一定の条件下においては図５に示すように電流値、電気伝導度および電圧（図では１１Ｖ、１２Ｖおよび１３Ｖを示す。）には相関関係が成立するため、ステップＳ１０４にて設定電導度値Ｅを求めることが可能となっている。
【００２６】
次いで、プログラムがステップＳ１０５に進むと、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈはステップＳ１０４にて求めた設定電導度値ＥとＲＯＭ３０ｉに格納されている演算用の濃塩水濃度Ｑ（例えば、２５％）に基づき原水に混入される濃塩水の供給量Ｐ（例えば、原水に混入してできた希釈塩水が２０００μｓ/ｃｍ２になる供給量）を求め、その後にプログラムをステップＳ１０６に進める。なお、濃塩水濃度Ｑは飽和濃度である２５％が固定値として設定されている。これは、濃塩水濃度が高いほど電気伝導度が高くなるため、飽和濃度を固定値の濃塩水濃度Ｑにすることで塩水タンク２１内の実際の塩水濃度に関係なく、電解初期に過剰な濃塩水の供給を防ぐためである。また、飽和濃度を固定値の濃塩水濃度Ｑにすることで塩水タンク２１内の塩水濃度を計測する手段も不要となる。
【００２７】
プログラムがステップＳ１０６に進むと、制御装置３０のＣＰＵ３０ｈは、電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間に先に設定した所定の電圧Ｖ０を印加して電解運転を開始する。この電解開始時の濃塩水の供給量はステップＳ１０５で求めた濃塩水供給量Ｐであり、その後は電流計３３によって検出される希釈塩水の電解電流値を表す検出信号を入力して同希釈塩水の電解電流が前記設定電流値になるように塩水供給ポンプ２３の作動を制御して給水導管１７からの原水に混合される濃塩水の供給量のフィードバック制御を行い、ステップＳ１０７で原水の流入がなくなるのを検出するまで電解運転を継続させる。ステップＳ１０７で原水の流入がなくなるとステップＳ１０８で電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間の電圧の印加を停止することで電解運転を停止する。停止後ステップＳ１０１に戻り、次回の電解運転時にステップＳ１０１〜ステップＳ１０８にての処理を繰り返す。
【００２８】
上述した制御によって、電解運転開始から短時間で速やかに電解電流を設定電流値にすることができる。
【００２９】
この第１実施形態では設定電圧値Ｖ０、設定流量Ｌ０が設定可能として説明したが、これに限定するものではなく、演算用の固定値として電圧値Ｖ、流量ＬをＲＯＭ３０ｉに格納しステップＳ１０４で使用してもよい。また、この第１実施形態ではステップＳ１０３の後に濃塩水供給量Ｐを求めるステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５の処理をステップＳ１０３の直前に行うようにしてもよい。
【００３０】
図６は本発明の第２実施形態において上記の制御装置３０により実行される制御プログラムのフローチャートであって、ステップＳ２０１，Ｓ２０２及びＳ２０３においては図４に示した第１実施形態のプログラムにおけるステップＳ１０１、Ｓ１０２及び１０３にての処理と同様な処理を実行して、ステップＳ２０４にて後述するステップＳ２１１又はＳ２１２にて記録されるフラグＮに基づき塩水タンク内の塩水切れの有無を判別するようにしたことに特徴がある。
【００３１】
しかして、ステップＳ２０４にて塩水切れでないと判断したときにはステップＳ２０７にて前回記憶した濃塩水の供給量Ｐから電解運転を開始し、電流計３３により検出される希釈塩水の電解電流が上記のアップダウンスイッチ３０ｂ１又は３０１２の操作により加算又は減算して設定した設定電流値ＡＯになるように給水導管１７から供給される原水に混入される濃塩水の供給量Ｐをフィードバック制御により調整する処理を実行する。
【００３２】
一方、ステップＳ２０４にて塩水切れと判断した場合には、プログラムをステップＳ２０６とステップＳ２０７に進めて第１実施形態のプログラムにおけるステップＳ１０４とＳ１０５にての処理と同様な処理を実行してからプログラムをステップＳ２０７に戻して濃塩水の供給量のフィードバック制御を行う。
【００３３】
その後にステップＳ２０８にて流量センサ１９ｂから検出信号が付与されず希釈塩水導管１４への原水の流入がないと判断すると、ステップＳ２０９にて電解運転中にフィードバック制御により規定された濃塩水の供給量ＰをＲＡＭ３０ｊに記憶させてプログラムをステップＳ２１０に進め、塩水供給タンク２３内の塩水切れの有無を判断する。この場合、塩水供給ポンプ２３として容量可変式ポンプ（例えば、可変容量範囲が０〜３６０回転/分であって通常の使用範囲が６０〜１２０回転/分）を採用した電解水生成装置においては、フィードバック制御による濃塩水の供給量Ｐが最大値（例えば、３６０回転/分）であれば塩水切れと判断する。
【００３４】
このとき、先のステップＳ２０９にて記憶された濃塩水の供給量Ｐが最大値であればステップＳ２１０にて塩水切れと判断してプログラムをステップＳ２１１に進めて塩水切れを表すフラグＮを“１”とセットし、同濃塩水の供給量Ｐが最大値でなければステップＳ２１２にてフラグＮを“０”にセットし、その後にステップＳ２１３にて電解槽１０の電極１３a、１３ｂ間の電圧の印加を停止することで電解運転を停止する。
【００３５】
しかして、この第２実施形態においては、上述した電解運転の後に電解運転を再開した場合には、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３にての処理を実行してステップＳ２０４にて判断結果が“Ｎｏ”であれば先にステップＳ２０９にてＲＡＭ３０ｊに記憶された濃塩水の供給量Ｐによって電解運転が開始され電解槽１０内に供給された希釈塩水の電解電流が設定電流値ＡＯに制御される。
【００３６】
また、先の電解運転中にステップＳ２１０にて塩水切れと判断された場合には、フラグＮが“１”にセットされているのでステップＳ２０４にて“Ｙｅｓ”と判断しステップＳ２０５にてＲＡＭ３０ｊに記憶されている設定電圧値ＶＯ，設定電流値ＡＯ及び設定流量ＬＯ、それに加えて演算用の設定水温Ｃ（例えば、３０℃）に基づいて設定電導値Ｅを求め、次のステップＳ２０６にてＲＯＭ３０iに格納されている演算用の濃塩水の濃度Ｑ（例えば、２５％）を考慮して濃塩水の供給量Ｐが算出される。
これにより、塩水タンク２１内に濃塩水を補充した直後に電解運転が開始されたとき電解槽１０内に供給される希釈塩水の電解電流が短時間に速やかに設定電流値AOに制御されて電解槽内にての過剰な電解電流の発生をなくすことができる。
【００３７】
なお、上記の制御プログラムにおいては、ステップＳ２１０にて濃塩水の供給量Ｐが最大値になったとき塩水タンク２１内の塩水切れと判断したが、塩水タンク２１内にフロートスイッチを配設して塩水切れを検知し、その検知信号の有無により塩水切れが判断されるように実施してもよい。
【００３８】
上述した本発明の第１実施形態と第２実施形態においては、図４のステップＳ１０４或いは図６のステップＳ２０５にて設定電圧値Ｖ０、設定電流値Ａ０、設定流量Ｌ０およびＲＯＭ３０ｉに格納されている演算用の設定水温Ｃ（例えば、３０℃）から設定電導度値Ｅを求めるようにしたが、通常原水として使用される水道水の電気伝導度ＥＯ（例えば、５００μｓ/ｃｍ２以上）が高ければ図５に示すように電解槽１０内にて電気分解される希釈塩水の電気伝導度が過剰となり、電解運転の初期に過剰な電解電流が生じて電解水生成装置の構成部品に支障をきたしたり、濃塩水を無駄に消費することになる。
【００３９】
この問題に対処するため、本発明のその他の実施形態においては、その適用対象となる電解水生成装置において、図７に示したように、フィルター１８ｂの下流側に追加した検水コック４０から検水容器４１に原水を取り出してその電気伝導度を電導度計４２により計測する。この場合、図１に示した電解水生成装置においては、制御装置３０の設定スイッチ３０ａを１回押すと電圧値Ｖ０が設定され、２回押すと電流値Ａ０が設定されるようにしたが、この実施形態における制御装置３０では、設定スイッチ３０ａを１回押すと電圧値Ｖ０が設定され、２回押すと電流値Ａ０が設定され、３回押すと現在設定されている原水の電導度値（例えば、２００μｓ/ｃｍ２）が表示部３０ｃに表示されるようにする。
【００４０】
このような電導度値の表示状態にてアップダウンスイッチ３０ｂ１を押すと所定の電導度値（１００μｓ/ｃｍ２）が現在設定されている原水の電導度値に加算され、アップダウンスイッチ３０ｂ２を押すと所定の電導度値（１００μｓ/ｃｍ２）が現在設定されている原水の電導度値から減算され、原水の所望の電導度値が設定スイッチ３０ａを押すことで設定できるようにする。なお、原水の電導度値は１００μｓ/ｃｍ２から１０００μｓ/ｃｍ２の間で１００μｓ/ｃｍ２間隔で設定可能にするのが望ましい。
【００４１】
なお、図７に示した電解水生成装置においては、検水コック４０から取水した原水の電導度値を電導度計４２により計測するようにしたが、これに代えて、給水導管１７から供給される原水の電気伝導度を検出するため、電解運転の開始時に塩水供給ポンプ２３を停止させて濃塩水の供給を遮断した状態にて給水導管１７から供給される原水のみを電解槽１０に導入して同原水の電解電流を電流計３３により検出し、その電流値に基づいて同原水の電気伝導度を検出してもよい。
【００４２】
しかして、この実施形態においては図４に示した第１実施形態の制御プログラムを図８に示したように変更することにより上記の問題（電解運転の初期における過剰な電解電流の発生）に対処することができる。すなわち、図８に示した制御プログラムにおいては、ステップＳ１０２Ａにて設定電圧Ｖ０、設定電流Ａ０および設定流量Ｌ０に加え、原水の電導度値Ｅ０（例えば、工場出荷時の原水電導度値は１００μｓ/ｃｍ２）を設定し、ステップＳ１０４の次に加えたステップＳ１０４Ａにて先のステップＳ１０２Ａにて設定した電導度値Ｅ０をステップ１０４にて求めた設定電導度値Ｅから減算して初期供給電導度値Ｅ１を求める。この初期供給電導度値Ｅ１と設定塩水濃度Ｑから濃塩水の供給量ＰをステップＳ１０５で求め、この濃塩水供給量Ｐを使用してステップＳ１０６にてフィードバック制御による電解運転を開始する。
【００４３】
上記の制御によって、電解運転開始時から短時間で電解電流を設定電流値にすることができるとともに、電導度値が高い原水を使用したとしても電解運転の開始時に濃塩水が原水に過剰に混入されることがなくなり電解運転開始時の過剰な電解電流の発生を防止することができる。
【００４４】
また、上記の問題に対処するため、図６に示した第２実施形態の制御プログラムを図９に示したように変更して上記の問題に対処してもよい。この場合、図９に示した制御プログラムにおいては、ステップＳ２０２Ａにて設定電圧Ｖ０、設定電流Ａ０および設定流量Ｌ０に加え、原水の電導度値Ｅ０を設定し、ステップＳ２０５の次に加えたステップＳ２０５Ａにて先のステップＳ２０２Ａにて設定した電導度値Ｅ０をステップ２０５にて求めた設定電導度値Ｅから減算して初期供給電導度値Ｅ１を求める。この初期供給電導度値Ｅ１と設定塩水濃度Ｑに基づいて濃塩水の供給量ＰをステップＳ２０６にて求め、この濃塩水供給量Ｐを使用してステップＳ２０７にてフィードバック制御による電解運転を開始する。
【００４５】
このような制御によっても、電解運転開始時から短時間で電解電流を設定電流値にすることができるとともに、原水電導度値が高い原水を使用したとしても電解運転の開始時に濃塩水が原水に過剰に混入されることがなくなり電解運転開始時の過剰な電解電流の発生を防止することができる。
【００４６】
なお、上述した図８の制御プログラムと図９の制御プログラムにおいては、原水の電気伝導度値ＥＯとして図７に示した電導度計により測定した電導度値を読み取るようにしたが、電解運転の開始時に塩水供給ポンプ２３を停止させて濃塩水の供給を遮断した状態にて給水導管１７から供給される原水のみを電解槽１０に導入して同原水の電解電流を電流計３３により検出して、その電流値を図８又は図９の制御プログラムの適宜なステップにて原水の電気伝導度値として読み取って原水の初期供給電導値Ｅ１を求めてもよい。この場合、図８の制御プログラムにおいては、ステップＳ１０３の次に追加したステップにて上記原水の電気伝導度値を読み取ってステップＳ１０４Ａにて初期供給電導値Ｅ１を求めたり、或いは図９の制御プログラムにおいてステップＳ２０３の次に追加したステップにて上記原水の電気伝導度値を読み取ってステップＳ２０５Ａにて初期供給電導値Ｅ１を求めてもよい。或いは、図９の制御プログラムにおいてステップＳ２１１の次に追加したステップにて上記原水の電気伝導度値を読み取ってステップＳ２０５Ａにて初期供給電導値Ｅ１を求めてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・電解槽、３３・・電流検出手段、Ｓ１０２・・設定電圧、設定電流、設定流量の入力、Ｓ１０５・・濃塩水の供給量を算出する手段、Ｓ１０６・・フィードバックによる電解運転。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源から供給される所定流量の原水に所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段とを備え、該電流検出手段により検出された前記希釈塩水の電解電流が予め設定した設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整するようにした電解水生成装置において、電解運転の開始時に前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるようにしたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
濃塩水を収容する塩水タンクと、該塩水タンクの塩水切れを検知する塩水切れ検知手段と、給水源から供給される所定流量の原水に前記塩水タンクから供給される所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段と、前記検出された希釈塩水の電解電流が所定の設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整する制御手段と、前記フィードバック制御により調整された前記濃塩水の供給量を記憶する記憶手段とを備えて、電解運転が開始されたとき前記原水に混入される濃塩水の供給量を前記記憶手段に記憶された濃塩水の供給量に調整するようにした電解水生成装置において、前記塩水切れ検知手段の検知により前記塩水タンクに所要の濃塩水が補充された直後に電解運転が開始されたとき、前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるようにしたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項１】
給水源から供給される所定流量の原水に所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段とを備え、該電流検出手段により検出された前記希釈塩水の電解電流が予め設定した設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整するようにした電解水生成装置において、電解運転の開始時に前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるようにしたことを特徴とする電解水生成装置。
【請求項２】
濃塩水を収容する塩水タンクと、該塩水タンクの塩水切れを検知する塩水切れ検知手段と、給水源から供給される所定流量の原水に前記塩水タンクから供給される所定濃度の濃塩水を混入した希釈塩水が被電解水として導入される電解槽と、該電解槽の電極間に印加した所定の電圧により生じる前記希釈塩水の電解電流を検出する電流検出手段と、前記検出された希釈塩水の電解電流が所定の設定電流値になるように前記原水に混入される濃塩水の供給量をフィードバック制御により調整する制御手段と、前記フィードバック制御により調整された前記濃塩水の供給量を記憶する記憶手段とを備えて、電解運転が開始されたとき前記原水に混入される濃塩水の供給量を前記記憶手段に記憶された濃塩水の供給量に調整するようにした電解水生成装置において、前記塩水切れ検知手段の検知により前記塩水タンクに所要の濃塩水が補充された直後に電解運転が開始されたとき、前記所定の電圧値、前記設定電流値、前記原水の供給流量及び前記濃塩水の濃度に基づいて前記原水に混入される濃塩水の供給量を算出する手段を設けて、前記算出された濃塩水の供給量を電解運転開始時の初期値として前記フィードバック制御がなされるようにしたことを特徴とする電解水生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２０７６６８（Ｐ２０１０−２０７６６８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４１８４（Ｐ２００９−５４１８４）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（０００１９４８９３）ホシザキ電機株式会社 (989)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（０００１９４８９３）ホシザキ電機株式会社 (989)
【Ｆターム（参考）】
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