JP2004081961A - 電解水生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解水生成装置の電解運転中に、水路系統からの漏水の発生を検出することができる電解水生成装置を提供する。
【解決手段】電解水生成装置は、被電解水の供給管路２３ｂ，２３ｃに配設されて被電解水の流量等、供給側水量を検出する第１の流量センサ２６ａ，２６ｂと、電解生成水の流出管路３３ａ，３３ｂに配設されて電解生成水の流量等、流出側水量を検出する第２の流量センサ３５ａ，３５ｂと、これら両流量センサからの検出信号に基づいて供給側水量と流出側水量間の流量差を判定する判定手段（制御手段３６）と、判定手段がこれらの水量間に流量差が有るものと判定したとき漏水の発生を警告する警告手段３７を備えている。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被電解水を電解して電解生成水を生成するための電解水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置は、電解槽と、電解槽の電解室に接続されて電解室に被電解水を供給する供給管路と、電解槽の電解室に接続されて電解室で生成される電解生成水を流出させる流出管路を備える構成を基本的構成とするもので、当該構成を基本とする各種形式の電解水生成装置が存在する。
【０００３】
電解水生成装置においては、被電解水を電解槽の電解室へ供給する手段の相違により、供給ポンプを駆動して供給する形式のものと、原水側の高い水圧を利用して流出側を開放することにより供給する先止め式の形式のものに大別される。また、電解水生成装置においては、電解槽の構成および目的とする電解生成水の種類の相違により、隔膜にて区画された一対の電解室を有する有隔膜電解槽を有する形式のものと、隔膜を有しない単独の電解室のみからなる無隔膜電解槽を有する形式のものに大別される。また、有隔膜電解槽を有する電解水生成装置においては、有隔膜電解槽を構成する各電解室が有する各電極の正負の極性を所定時間毎に切換える運転方式を採る形式のものと、各電極の極性を切換えることなく運転を続行する方式を採る形式のものに大別される。
【０００４】
しかして、これらの全ての形式の電解水生成装置においては、電解槽を中心とした供給管路と流出管路間の水路系統での漏水の発生を防止しなければならないことは当然である。当該水路系統での漏水は、上記した如何なる形式の電解水生成装置においても発生し得るもので、当該水路系統に破損部位が存在する場合、当該水路系統が一部詰まる等して局部的に水圧が上昇する場合、先止め式の電解水生成装置のごとく、水路系統に原水側の水圧が常時付与されていて、当該原水側の水圧が所定以上に上昇する場合等、漏水の発生原因には種々の原因ある。
【０００５】
電解水生成装置においては、漏水が発生している状態で電解運転を継続していると、設定されている電解条件に変化して生成される電解生成水の設定されている特性に変化をきたし、漏水によって装置の設置環境を汚染し、装置の漏水部位を汚染しまたは錆させるおそれがある。このため、電解水生成装置の水路系統で漏水が発生した場合には、少なくとも、この漏水状態を速やかに検出して、当該電解水生成装置の運転者等に警告するようにすることが要請される。
【０００６】
この要請の対処するため、特開平１１−３１４０９０号公報には、特定された形式の電解水生成装置において、漏水状態を検出して警告を発するようにした電解水生成装置が提案されている。当該電解水生成装置は、先止め式の電解水生成装置であって、当該電解水生成装置が不可欠としている被電解水の供給管路に配設されている流水センサを利用するもので、当該流水センサによって、供給管路内での被電解水の流水（流動）の有無を検出し、この検出信号に基づいて漏水の発生（流動有り→漏水発生）を判定し、漏水の発生が判定された場合には、漏水の発生を警告するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該漏水発生検出能を有する電解水生成装置においては、供給管路内の被電解水の流動の有無を検出し、被電解水が流動状態にある場合には漏水が発生しているものと判定するものであることから、当該電解水生成装置においては、被電解水が供給管路を通して電解槽に供給されている状態にある電解運転中には、漏水の発生の有無を判定すことは不可能である。当該電解水生成装置における漏水の発生の有無の判定は、電解水生成装置が電解運転停止状態または中断している場合に限られ、電解水生成装置の電解運転とは別に特別にしなければならないという面倒がある。また、当該漏水発生検出能は、先止め式の電解水生成装置に適用し得るにすぎなくて、その汎用性が乏しいものである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、実質的に全ての形式の電解水生成装置に適用され、かつ、電解水生成装置の電解運転中に漏水の発生の有無を判定できる、漏水発生検出能を有する電解水生成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は電解水生成装置に関するもので、電解槽と、同電解槽の電解室に接続されて同電解室に被電解水を供給する供給管路と、前記電解槽の電解室に接続されて同電解室で生成される電解生成水を流出させる流出管路を備える電解水生成装置を適用対象とするものである。
【００１０】
しかして、本発明に係る電解水生成装置においては、前記供給管路に配設されて同供給管路を流動する供給側水量を検出する第１の流量センサと、前記流出管路に配設されて同流出管路を流動する流出側水量を検出する第２の流量センサと、これら両流量センサからの検出信号に基づいて前記供給側水量と前記流出側水量間の流量差を判定する判定手段と、同判定手段がこれらの水量間に流量差が有るものと判定したとき漏水の発生を警告する警告手段を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明は、各種形式の電解水生成装置に適用することができるものであり、例えば、無隔膜電解槽を有する形式の電解水生成装置では、前記第１の流量センサおよび前記第２の流量センサのそれぞれを１個だけ、供給管路と流出管路に配設する構成を採る。
【００１２】
また、有隔膜電解槽を有する形式の電解水生成装置では、有隔膜電解槽の各電解室に接続されて同各電解室に被電解水をそれぞれ供給する各供給管路に前記第１の流量センサをそれぞれ配設し、かつ、前記有隔膜電解槽の各電解室に接続されて同各電解室で生成される各電解生成水を流出させる各流出管路に前記第２の流量センサをそれぞれ配設し、前記判定手段では、各第１の流量センサで検出される被電解水の総流量と各第２の流量センサで検出される電解生成水の総流量との差を算出するように構成する。
【００１３】
また、有隔膜電解槽を有する電解水生成装置には、先止め式の電解水生成装置があり、また、有隔膜電解槽を構成する各電解室の各電極の極性を正負反転して切換える運転方式を採る形式の電解水生成装置があるが、本発明は、これらの各種形式の電解水生成装置にも適用し得る。
【００１４】
【発明の作用・効果】
本発明に係る電解水生成装置は、被電解水の供給管路に配設されて同供給管路を流動する供給側水量を検出する第１の流量センサからの検出信号（流量検出信号）と、電解生成水が流出する流出管路に配設されて同流出管路を流動する流出側水量を検出する第２の流量センサからの検出信号（流量検出信号）とに基づいて、供給側水量と流出側水量間の流量差を判定して、これらの水量間に流量差が有る場合には、漏水が発生しているものと判定するものである。このため、本発明に係る電解水生成装置が有する漏水の発生を検出する手段では、電解水生成装置の電解運転中に漏水の発生の有無を判定することができるものであり、また、実質的には、如何なる形式の電解水生成装置にも適用できる汎用性を有するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、漏水の発生を検出する漏水発生検出能（漏水発生検出機構）を有する電解水生成装置であり、図１には、本発明に係る電解水生成装置の一実施形態である電解水生成装置を示しており、また、図２には、当該電解水生成装置に被電解水（水道水）を供給するための被電解水の給水機構を示している。当該電解水生成装置は、有隔膜電解槽を有する先止め式の電解水生成装置であって、流出管路を切換える切換弁を有し、電極の極性を反転して電解運転を継続する方式を採る電解水生成装置である。当該電解水生成装置は、電解槽１０、被電解水の給水機構２０および電解水の流出機構３０を備えるとともに、電力付与機構４０ａおよび制御装置４０ｂを備えている。
【００１６】
電解槽１０は、槽本体１１、隔膜１２、一対の電極１３ａ，１３ｂを備えている。隔膜１２は、槽本体１１の中央部に配設されていて、槽本体１１内を左右の電解室１４ａ，１４ｂに区画しており、各電解室１４ａ，１４ｂには各電極１３ａ，１３ｂがそれぞれ配設されている。電解槽１０の槽本体１１には、給水機構２０を構成する後述する給水管路が接続され、かつ、流出機構３０を構成する後述する流出管路が接続されている。
【００１７】
給水機構２０は、図１および図２に示すように、水道管２０ａと電解槽１０の槽本体１１間に配設されていて、水道水を被電解水として供給するもので、浄水器２１、浄水器２１と水道管２０ａを接続する第１給水管路２２、浄水器２１と槽本体１１を接続する第２給水管路２３を備え、第１給水管路２２には元栓２４、減圧弁２５が介装されている。第２給水管路２３は、管路本体２３ａの先端側が２つの分岐管路２３ｂ，２３ｃに分岐されていて、一方の分岐管路２３ｂが電解室１４ａに接続され、かつ、他方の分岐管路２３ｃが電解室１４ｂに接続されている。各分岐管路２３ｂ，２３ｃには、第１流量センサ２６ａ，２６ｂがそれぞれ介装されている。各第１流量センサ２６ａ，２６ｂは、本発明における第１の流量センサに該当する。
【００１８】
流出機構３０は、電解槽１０の下流側に配設されているもので、流路切換弁３１、流路切換弁３１と電解槽１０の槽本体１１を接続する一対の第１流出管路３２ａ，３２ｂ、流路切換弁３１に接続する一対の第２流出管路３３ａ，３３ｂを備えている。各流出管路３３ａ，３３ｂの先端部は分岐されていて、各分岐管路３３ａ１，３３ａ２，３３ｂ１，３３ｂ２には先止め弁である開閉弁３３ｃ，３３ｄが介装されている。各第２流出管路３３ａ，３３ｂには、排出管路３４ａ，３４ｂが接続されていて、各排出管路３４ａ，３４ｂには、電磁開閉式の排出制御弁３４ｃが介装されている。また、各第２流出管路３３ａ，３３ｂには、その各分岐管路３３ａ１，３３ａ２，３３ｂ１，３３ｂ２の上流側に第２流量センサ３５ａ，３５ｂがそれぞれ介装されている。各第２流量センサ３５ａ，３５ｂは、本発明における第２の流量センサに該当する。
【００１９】
電力付与機構４０ａは、直流電源４１と電磁開閉器４２からなり、直流電源４１の各電極が電磁開閉器４２を介して電解槽１０内の各電極１３ａ，１３ｂに接続されている。直流電源４１は、印加電圧が可変の電圧可変タイプのものである。また、電磁開閉器４２は開閉動作して、各電極１３ａ，１３ｂに対する電圧の印加を断続すべく機能するとともに、切換え動作により、各電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の正負の極性を反転させる。電力付与機構４０ａにおいては、電磁開閉器４２と電極１３ｂとを接続する接続回路の途中に、電流センサー４３が介装されている。
【００２０】
制御装置４０ｂは、当該電解水生成装置の運転を制御するもので、メインスイッチ４４による電源投入により動作して、流路切換弁３１を切換え制御し、電磁開閉器４２を開閉・切換え制御し、排出弁３４ｃを開閉制御することにより、当該電解水生成装置を運転し、かつ、その運転を中断または停止する。当該電解水生成装置においては、運転停止時には、各排出弁３４ｃは閉止し、かつ、電磁開閉器４２は開成された状態にあり、制御装置４０ｂが有するメインスイッチ４４を投入することによって、当該電解水生成装置の電解運転が開始し得る状態となる。
【００２１】
しかして、当該電解水生成装置においては、本発明が主要部とする漏水発生検出機構を備えている。当該漏水発生検出機構は、図３に示すように、第２給水管路２３の分岐管路２３ｂ，２３ｃに介装された第１流量センサ２６ａ，２６ｂと、各第２流出管路３３ａ，３３ｂに介装された第２流量センサ３５ａ，３５ｂと、制御手段３６と、警報器、警告灯、警告表示器等の警告手段３７にて構成されている。制御手段３６は、当該電解水生成装置が有する制御装置４０ｂ内に組込まれているもので、ＣＰＵ３６ａと駆動回路３６ｂを備えている。
【００２２】
当該漏水発生検出機構においては、各第１流量センサ２６ａ，２６ｂは、各第２給水管路２３の分岐管路２３ｂ，２３ｃを流動する被電解水の流量等、供給側水量を検出して、これらの供給側水量を検出信号として制御手段３６へ出力する。また、各第２流量センサ３５ａ，３５ｂは、各第２給水管路２３を流動する電解生成水の流量等、流出側水量を検出して、これらの流出側水量を検出信号として制御手段３６へ出力する。制御手段３６においては、ＣＰＵ３６ａは、各第１流量センサ２６ａ，２６ｂおよび各第２流量センサ３５ａ，３５ｂからの出力される検出信号に基づいて、第２供給管路２３ａを流動する供給側水の単位時間当たりの流量（水量）を算出するとともに、第２流出管路３５ａ，３５ｂを流動する流出側水の単位時間当たりの流量（水量）を算出して、算出された供給側水量と流出側水量間の流量差の有無を判定する。ＣＰＵ３６ａは、供給側水量と流出側水量間に流量差があるものと判定した場合には、その判定結果を駆動回路３７ｂに出力する。駆動回路３６ｂは、ＣＰＵ３６ａからの判定結果の出力信号に基づいて、警告手段３７を駆動すべき信号を警告手段３７に出力して同警告手段３７を駆動させる。
【００２３】
当該電解水生成装置においては、制御装置４０ｂのメインスイッチ４４を投入することにより電解運転の待機状態となり、開閉弁３３ｃおよび／または開閉弁３３ｄを開放操作することにより電解運転が開始される。電解運転の開始に当たっては、電磁開閉器４２が閉成され、開閉弁３３ｃおよび／または開閉弁３３ｄの開放操作による水路系統の開放によって、水道管２０ａ内の水道水が浄水器２１を通して給水機構２０の第２給水管路２３に被電解水として給水され、管路本体２３ａの先端側の分岐管路２３ｂ，２３ｃを通して各電解室１４ａ，１４ｂに一定流量で供給される。また、各電極１３ａ，１３ｂに対しては、直流電源４１から電磁開閉器４２を通して電圧が印加され、各電解室１４ａ，１４ｂに供給された被電解水は、各電解室１４ａ，１４ｂにて定電圧の電解条件にて電解されて電解生成水となる。
【００２４】
生成された電解生成水は、例えば正極側である電解室１４ａで生成された酸性水にあっては、流出機構３０の流路切換弁３１および第２流出管路３３ａを経て、開放状態にある開閉弁３３ｃを通して使用場所へ供給される。また、例えば負極側である電解室１４ｂで生成されたアルカリ水にあっては、流出機構３０の流路切換弁３１および第２流出管路３３ｂを経て、開放状態にある開閉弁３３ｄを通して使用場所へ供給される。
【００２５】
当該電解水生成装置においては、この電解運転を１サイクルとし、その後、制御装置４０ｂの手動切換スイッチ４５の操作により電磁開閉器４２を開成動作して電解運転を一旦中断した後、手動切換スイッチ４５の再操作により電磁開閉器４２を切換動作して、両電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧の極性を互いに切換て反転させるとともに、流路切換弁３１を切換え動作させて電解運転を再開させる。
【００２６】
この場合は、流路切換弁３１は図１の実線で示す状態から２点鎖線で示す状態に切換えられ、例えば負極側となった電解室１４ａで生成されるアルカリ水は、流路切換弁３１および第２流出管路３３ｂを経て、開放状態にある開閉弁３３ｄを通して使用場所へ供給される。また、例えば正極側となった電解室１４ｂで生成される酸性水は、流路切換弁３１および第２流出管路３３ａを経て、開放状態にある開閉弁３３ｃを通して使用場所へ供給される。
【００２７】
当該電解水生成装置においては、電解運転中、第２給水管路２３の各分岐管路２３ｂ，２３ｃに介装した各第１流量センサ２６ａ，２６ｂにより被電解水の通水状態（供給側水量）が監視され、各第２流出管路３５ａ，３５ｂに介装した各第２流量センサ３５ａ，３５ｂにより電解生成水の通水状態（流出側水量）が監視され、かつ、電力付与機構４０ａの電磁開閉器４２と電極１３ｂとを接続する接続回路の途中に介装した電流センサー４３により、電解電流の印加状態が監視されている。
【００２８】
制御装置４０ｂには、各流量センサ２６ａ，２６ｂから流量検出信号が入力され、これらの流量検出信号に基づき算出される被電解水の通水流量が設定された流量以下の場合は、電解運転を停止して待機状態となる。また、制御装置４０ｂには、電流センサー４３から電解電流の電流検出信号が入力され、この電流検出信号に基づき、電解電流が一定になるように、両電極１３ａ，１３ｂに対する印加電圧を制御する。
【００２９】
しかして、当該電解水生成装置は漏水発生検出機構を備え、当該漏水発生検出機構は電解運転中常時作動して、漏水の発生の有無を監視し、制御手段３６が漏水発生と判定した場合には警告手段３７を駆動して、電解運転の作業者に漏水の発生を警告する。制御装置４０ｂに組込まれている制御手段３６は、漏水発生検出プログラムを、図４に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００３０】
制御手段３６を構成するマイクロコンピュータは、メインスイッチ４４による電源投入により漏水発生検出プログラムの実行を開始し、ステップ１１１にて、各第１流量センサ２６ａ，２６ｂおよび各第２流量センサ３５ａ，３５ｂからの検出信号を読込んで、ステップ１１２にて、各第１流量センサ２６ａ，２６ｂからの検出信号に基づいて各分岐管路２３ｂ，２３ｃを流動する被電解水の単位時間当たりの流量Ｗ１，Ｗ２（供給側水量）を算出するとともに、各第２流量センサ３５ａ，３５ｂからの検出信号に基づいて各第２流出管路３３ａ，３３ｂを流動する電解生成水の単位時間当たりの流量Ｗ３，Ｗ４（流出側水量）を算出し、プログラムをステップ１１３に進める。
【００３１】
マイクロコンピュータは、ステップ１１３にて、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）と電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）を比較して、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）と電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）間の差の有無を判定する。マイクロコンピュータは、ステップ１１３にて、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）と電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）間に流量差が有るものと判定した場合には、ステップ１１４にて、警告手段３７を駆動して、電解運転の作業者に漏水が発生していることを警告する。マイクロコンピュータは、ステップ１１４にて所定時間警告を発生した後、プログラムをステップ１１６に進める。
【００３２】
マイクロコンピュータは、ステップ１１３にて、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）と電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）間に流量差が無いものと判定した場合には、漏水は発生していないものとして、プログラムをステップ１１５に進め、ステップ１１５にて、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）および電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）が零か否かを判定する。マイクロコンピュータは、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）および電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）が零ではないと判定した場合にはプログラムをステップ１１１に戻し、この間のプログラムを循環して実行する。
【００３３】
マイクロコンピュータは、ステップ１１５にて、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）および電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）が零であると判定した場合にはプログラムをステップ１１６に進め、各開閉弁３３ｃ，３３ｄは閉鎖されたものとして、各電極１３ａ，１３ｂに対する電圧の印加を停止して電解運転を中断する。また、マイクロコンピュータは、ステップ１１３にて漏水が発生しているものと判定して、ステップ１１４にて漏水が発生していることを警告した後には、ステップ１１６にて、各電極１３ａ，１３ｂに対する電圧の印加を停止して電解運転を中断する。
【００３４】
このように、当該電解水生成装置が有する漏水発生検出機構は、被電解水の流量（Ｗ１＋Ｗ２）と電解生成水の流量（Ｗ３＋Ｗ４）間に流量差がある場合には、漏水が発生しているものと判定するものである。このため、当該漏水発生検出機構では、電解水生成装置の電解運転中に漏水の有無を判定することができるものである。
【００３５】
当該漏水発生検出機構は、本実施形態では、有隔膜電解槽を有する先止め式の電解水生成装置に適用した例であるが、有隔膜電解槽を有する非先止め式の電解水生成装置にも採用することができ、また、無隔膜電解槽を有する電解水生成装置に対しても、被電解水の流量センサおよび電解生成水の流量センサをそれぞれ１個に変更して採用することができる。すなわち、本発明に係る電解水生成装置の主要部を構成する漏水発生検出機構は、実質的には、如何なる形式の電解水生成装置にも適用できる汎用性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る電解水生成装置を示す概略構成図である。
【図２】同電解水生成装置を構成する給水機構の上流側部を示す概略構成図である。
【図３】同電解水生成装置が有する漏水発止検出機構の概略構成図である。
【図４】同漏水発生検出機構が有する漏水発生検出プログラムを実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…電解槽、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ，１３ｂ…電極、１４ａ，１４ｂ…電解室、２０…給水機構、２０ａ…水道管、２１…浄水器、２２…第１給水管路、２３…第２給水管路、２３ａ…管路本体、２３ｂ，２３ｃ…分岐管路、２４…元栓、２５…減圧弁、２６ａ，２６ｂ…第１流量センサ、２７…給水制御弁、３０…流出機構、３１…流路切換弁、３２ａ，３２ｂ…第１流出管路、３３ａ，３３ｂ…第２流出管路、３３ｃ．３３ｄ…開閉弁、３４ａ，３４ｂ…排出管路、３４ｃ…排出制御弁、３５ａ，３５ｂ…第２流量センサ、３６…制御手段、３６ａ…ＣＰＵ、３６ｂ…駆動回路、３７…警告手段、４０ａ…電力付与機構、４１…直流電源、４２…電磁開閉器、４３…電流センサー、４０ｂ…制御装置、４４…メインスイッチ、４５…手動切換スイッチ。

Claims (3)

1. 電解槽と、同電解槽の電解室に接続されて同電解室に被電解水を供給する供給管路と、前記電解槽の電解室に接続されて同電解室で生成される電解生成水を流出させる流出管路を備える電解水生成装置であり、当該電解水生成装置は、前記供給管路に配設されて同供給管路を流動する供給側水量を検出する第１の流量センサと、前記流出管路に配設されて同流出管路を流動する流出側水量を検出する第２の流量センサと、これら両流量センサからの検出信号に基づいて前記供給側水量と前記流出側水量間の流量差を判定する判定手段と、同判定手段がこれらの水量間に流量差が有るものと判定したとき漏水の発生を警告する警告手段を備えることを特徴とする電解水生成装置。
2. 有隔膜電解槽と、同有隔膜電解槽の各電解室に接続されて同各電解室に被電解水をそれぞれ供給する一対の供給管路と、前記有隔膜電解槽の各電解室に接続されて同各電解室で生成される各電解生成水を流出させる一対の流出管路を備える電解水生成装置であり、当該電解水生成装置は、前記各供給管路に配設されて同各供給管路を流動する供給側水量を検出する一対の第１の流量センサと、前記各流出管路に配設されて同各流出管路を流動する流出側水量を検出する一対の第２の流量センサと、これら両流量センサからの検出信号に基づいて前記供給側水量と前記流出側水量の流量差を判定する判定手段と、同判定手段がこれらの水量間に流量差が有るものと判定したとき漏水の発生を警告する警告手段を備えることを特徴とする電解水生成装置。
3. 請求項１または２に記載の電解水生成装置であり、当該電解水生成装置は、前記流出管路の先端側に開閉弁を備え、同開閉弁の開放操作により前記被電解水が前記電解槽の電解室に供給される先止め式の電解水生成装置であることを特徴とする電解水生成装置。

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