JP2004091833A - Electrolytic cell control method and apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for controlling an electrolytic cell so as to be safely driven, and to provide a compact, power-thrifty, fully mobile and inexpensive device for controlling the electrolytic cell so as to realize the above. <P>SOLUTION: This control device comprises the electrolysis cell 10, and CPU 1, SEPIC (a DC-DC single-end type inductance converter) 2, a current smoothing means 3, low-pass filters 4 and 5, a ROM 6, a RAM 7, a displaying means 8 and a ground resistance R6, as for the rest. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解質水溶液を電解して、陽極電解水、陰極電解水を生成する電解槽の制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イオン交換樹脂を膜状にした荷電膜やマイクロポーラス構造を有する非荷電膜の隔膜や、白金合金等からなる不活性電極を内部に配置した電解槽を用いて、電解質の希薄水溶液を電解し、陽極側で電解生成されるｐＨ値の低い陽極電解水を取り出し、これを消毒等に利用する技術は既によく知られている。特に、陽極電解水はその中に次亜塩素酸が生成されることから、その強力な酸化作用と塩素化作用がよく利用される。
【０００３】
図５は、従来技術による電解槽制御装置の回路構成を示す図である（例えば、特許文献１に記載の回路に特許文献２に記載の電解槽を組み込んだ構成）。この電解槽制御装置は、電解槽４０の他、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１と、抵抗Ｒ１１、インダクタＬ１１、コンデンサＣ１１、トランジスタＱ１１、ダイオードＤ１１からなるＳＥＰＩＣ（ＤＣ−ＤＣのシングルエンド型一次インダクタンス・コンバータ）４２と、コンデンサＣ１２、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３からなるローパスフィルタ４３と、コンデンサＣ１３と、接地抵抗Ｒ１４と、抵抗Ｒ１５と、を備えて構成される。
この電解槽制御装置は、まず、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１からＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）矩形波を発振し、トランジスタＱ１１をスイッチング駆動する。このスイッチング駆動によってインダクタＬ１１に蓄積されたエネルギーは、トランジスタＱ１１、ダイオードＤ１１がターンオフすると、コンデンサＣ１１に蓄積される。コンデンサＣ１１に電位が発生すると、電流が電解槽４０と接地抵抗Ｒ１４を介して接地に流れる。接地抵抗Ｒ１４は電流検出抵抗で、電解槽４０を流れる電流に比例した電圧を発生する。この電圧は、ローパスフィルタ４３を介してＤＣ−ＤＣコンバータ４１のＦ．Ｂ（フィールドバック）端子に印加される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ４１は、内部に基準電圧発生器を備えており、Ｆ．Ｂ端子に印加される電圧が常に一定になるように、トランジスタＱ１１に対し供給するＰＷＭ矩波形のパルス幅を制御する。
ここでは詳細な数値は省略するが、接地抵抗Ｒ１４のみがＰＷＭ制御の負荷となり、接地抵抗Ｒ１４の抵抗値は電解槽４０のインピーダンスとは無関係になる。また、インダクタＬ１１、コンデンサＣ１１，Ｃ１２の容量は、ＰＷＭ矩波形の周波数を決めるＣ／Ｒ（クロックレジスタ）端子に接続する抵抗Ｒ１５の抵抗値、コンデンサＣ１３の容量に依存する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−６６０１７号公報（図１）
【特許文献２】
特公第２９９０９９３号公報（第４〜６頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の電解槽制御装置は、電解水を使用する場所に固定されるタイプのものが多く、比較的大型であるうえ、以下の問題点がある。
（１）電源電圧値ＶＣＣが、次式を満足する状態になければ、電解槽４０の定電流制御ができない。
（接地抵抗Ｒ１４の抵抗値＋電解槽４０のインピーダンス）×電解槽４０の制御電流値＋ダイオードＤ１１の入出力端の電位差≧電源電圧値ＶＣＣ
（２）（１）に関連して、電解槽４０がなんらかの原因で短絡した場合の対策として、接地抵抗Ｒ１４の許容損失が大きくなるようにしなければならない。
（３）さらに、電解槽４０がなんらかの原因でオープンとなった場合に電解槽４０の両極間電位差が過大となることに備えて、コンデンサＣ１１の許容耐圧電圧を大きくする必要がある。
以上を原因とする装置全体の消費電力が大きくなる。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の有する問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、安全な電解槽の運転を可能にする電解槽制御方法、およびこれを実現するための小型・省電力で携帯性に富む電解槽制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかる電解槽制御方法は、内部に陽極と陰極を備え、前記両極間に電解質水溶液を供給すると共に、前記両極間に電流を流して前記電解質水溶液を電解する電解槽の制御方法であって、前記電解槽を定電流制御するための最適な電流値データ、および前記電解槽を定電流制御するための最適な前記電解槽の両極間電位差データを取得する第１の工程と、前記第１の工程で取得した電流値データに基づき前記電解槽の定電流制御を行う第２の工程と、前記電解槽の両極間電位差を実測し、この実測値と前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データとを比較し、前記電解槽の障害発生を検出する第３の工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２にかかる電解槽制御方法は、請求項１に記載の電解槽制御方法において、前記第３の工程が、前記電解槽の両極間電位差の実測値が前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データの最小値を下回った場合には、前記電解槽に短絡状態が発生したことを検出し、また、前記電解槽の両極間電位差の実測値が前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データの最大値を上回った場合には、前記電解槽にオープン状態が発生したことを検出することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３にかかる電解槽制御方法は、請求項２に記載の電解槽制御方法において、前記電解槽にオープン状態が発生した場合は、前記電解槽の定電流制御を停止した後、前記電解槽の定電圧制御を開始し、前記電解槽の両極間電位差の実測値が前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データの最大値以下になった場合に、前記第１の工程で取得した電流値データに基づく前記電解槽の定電流制御を再開することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項４にかかる電解槽制御装置は、内部に陽極と陰極を備え、前記両極間に電解質水溶液を供給すると共に、前記両極間に電流を流して前記電解質水溶液を電解する電解槽の制御装置であって、前記電解槽に電流を供給するコンバータと、前記電解槽を流れる電流を検出するための抵抗と、前記コンバータの動作を制御する矩形波を発振し、かつ、前記電解槽の両極間電位差を測定しこの測定値に基づき前記コンバータを介して前記電解槽の運転を制御するＣＰＵと、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項５にかかる電解槽制御装置は、請求項４に記載の電解槽制御装置において、前記コンバータと前記電解槽との間にリプル電流を除去する電流平滑化手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項６にかかる電解槽制御装置は、内部に陽極と陰極を備え、前記両極間に電解質水溶液を供給すると共に、前記両極間に電流を流して前記電解質水溶液を電解する電解槽の制御装置であって、前記電解槽に電流を供給する第１のコンバータと、前記電解槽を流れる電流を検出するための抵抗と、前記電解槽の両極間電位差を検出する電位比較手段と、前記第１のコンバータの動作を制御する矩形波を発振し、かつ、前記電位比較手段の検出結果に基づき前記第１のコンバータを介して前記電解槽の運転を制御する第２のコンバータと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７にかかる電解槽制御装置は、請求項６に記載の電解槽制御装置において、前記電位比較手段は、前記電解槽の両極間電位差が所定領域値から外れた場合に、前記第２のコンバータに対しその動作を停止させる信号を送信することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項８にかかる電解槽制御装置は、請求項６または７に記載の電解槽制御装置において、前記第１のコンバータと前記電解槽との間にリプル電流を除去する電流平滑化手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項９にかかる電解槽制御装置は、請求項６ないし８の何れかに記載の電解槽制御装置において、前記電解槽がオープンの場合に、前記第１のコンバータに供給する電流を停止する供給電流停止手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１０にかかる記憶媒体は、請求項１ないし３の何れかに記載の電解槽制御方法を実行可能なプログラムが記憶されたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図示した一実施の形態に基づき、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態は、請求項４および５にかかる電解槽制御装置に関する。図１は、本実施の形態にかかる電解槽制御装置の構成を示す図である。本実施の形態の電解槽制御装置は、電解槽１０の他、ＣＰＵ１、ＳＥＰＩＣ（ＤＣ−ＤＣのシングルエンド型一次インダクタンス・コンバータ）２、電流平滑化手段３、ローパスフィルタ４，５、ＲＯＭ６、ＲＡＭ７、表示手段８、および接地抵抗Ｒ６を含み構成される。
【００１９】
ＣＰＵ１はＳＥＰＩＣ２の動作を制御するＰＷＭ矩形波を発振し、かつ、電解槽１０の両極間電位差を測定しこの測定値に基づきＳＥＰＩＣ２を介して電解槽１０の運転を制御する。また、ＣＰＵ１は内部に少なくとも２つのＡ／Ｄ変換手段を備えている。
【００２０】
ＳＥＰＩＣ２は、コンデンサＣ１，Ｃ２、ダイオードＤ１、インダクタＬ１，Ｌ２、ＦＥＴＱ１、および抵抗Ｒ１を含み構成され、電解槽１０に印加する電圧の昇圧・降圧を行う。
このＳＥＰＩＣ２は、ＣＰＵ１から発振されるＰＷＭ矩波形によりＦＥＴＱ１をスイッチング駆動する。ＦＥＴＱ１がスイッチング駆動されると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがインダクタＬ２に蓄積される。そして、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２に電位を発生させる。このため、電源電圧値ＶＣＣが、次式を満足しなくても、電解槽１０の定電流制御が可能になる。
（接地抵抗Ｒ６の抵抗値＋電解槽１０のインピーダンス）×電解槽１０の制御電流値＋ダイオードＤ１の入出力端の電位差≧電源電圧値ＶＣＣ
また、このＳＥＰＩＣ２で電解槽１０に印加する電圧の昇圧・降圧を行うことができるため、接地抵抗Ｒ６の許容損失を考慮する必要はなく、接地抵抗Ｒ６に比較的抵抗値の小さいものを採用できる。
また、このＳＥＰＩＣ２で電解槽１０に印加する電圧の昇圧・降圧を行うことができるため、例えばなんらかの原因で電解槽１０にオープン状態が発生し電解槽１０の両極間電位差が過大となることに備えて、コンデンサＣ２の許容耐圧電圧を大きくする必要はない。
本実施の形態の装置では、このようなＳＥＰＩＣ２を設けたため、消費電力の小さい部材を使用でき、装置全体の消費電力の低減化が可能になる。
【００２１】
電流平滑化手段３はＳＥＰＩＣ２からの電流に含まれるリプル電流を低減するためのものであり、インダクタＬ３からなる。電流平滑化手段３を挿入すると、交流動作には抵抗として作用し、電解槽１０へ流れるリプル電流を低減できる。
なお、一般的には接地抵抗に対し並列にコンデンサを挿入してもリプル電流の低減が可能である。しかし、本実施の形態の装置ではＳＥＰＩＣ２を採用しているため、接地抵抗Ｒ６に比較的抵抗値の小さいものを用いることができる。このため、本実施の形態の場合、接地抵抗Ｒ６に対し並列にコンデンサを挿入しても、このコンデンサではリプル電流の低減はあまり期待できないので、ＳＥＰＩＣ２と電解槽１０との間に電流平滑化手段３を挿入することが好ましい。
【００２２】
電解槽１０は、内部に陽極と陰極を備えている。前記陽極、陰極は電気化学的に不活性な金属材料で形成されている。電極材料としては、白金、白金合金等が好ましい。そして、電解槽１０は、前記陽極と陰極との間に隔膜を介在させることなく両極を近接させて平行に配置し、陽陰両極間に電解質水溶液を連続的に供給すると共に、両極間に電流を流して電解質水溶液を電解し、陽極の下流側で陽極電解水を連続的に取り出す構造となっている。この電解槽１０には、例えば、特開平６−２４６２７２号公報に示されているもの等を用いることができる。
【００２３】
ローパスフィルタ４は、抵抗Ｒ２，Ｒ３とコンデンサＣ３からなる。また、ローパスフィルタ５は、抵抗Ｒ４，Ｒ５とコンデンサＣ４からなる。ローパスフィルタ４，５は、それぞれＣＰＵ１のＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル変換手段への入力端子）１，Ａ／Ｄ２へ入力される遮断周波数以上の周波数の信号を減衰させるものである。
【００２４】
ＲＯＭ６は、本実施の形態の電解槽制御装置を動作させる所定のプログラムが格納されている記憶媒体である。ＲＡＭ７は、本実施の形態の電解槽制御装置の動作により取得される各種データを格納しておくための記憶媒体である。また、表示手段８は、電解槽１０の運転状況を表示し、装置の使用者に知らせるためのものであり、ＬＥＤ、液晶等が用いられる。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施の形態の電解槽制御装置を用いた電解槽の制御方法を説明する。この方法は、請求項１〜３に関するものである。図２は、この方法を実行するための手順を示すフローチャートである。
【００２６】
１）まず、本実施の形態の装置では、ＣＰＵ１が、ＲＯＭ６に格納されているプログラムに基づき、ＰＭＷ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）矩波形を発振し，ＳＥＰＩＣ２を構成するＦＥＴＱ１をスイッチング駆動する。ＦＥＴＱ１がスイッチング駆動されると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがインダクタＬ２に蓄積される。そして、ダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２に電位を発生させる。コンデンサＣ２に電位が発生すると、電流が電解槽１０と接地抵抗Ｒ６を介して接地に流れる。接地抵抗Ｒ６は、電解槽１０を流れる電流を検出するための抵抗で、電解槽１０を流れる電流に比例した電圧を発生する。このようにして電解槽１０が運転を開始した後、ＣＰＵ１は前記プログラムに基づき所定の時間ごとに、電解槽１０の両極の電圧値と、電解槽１０を流れる電流値を取得する。電解槽１０の陽極側の電圧値はＣＰＵ１のＡ／Ｄ１から取得し、電解槽１０の陰極側の電圧値はＣＰＵ１のＡ／Ｄ２から取得する。また、電解槽１０を流れる電流値はＣＰＵ１のＡ／Ｄ２から取得する。そして、ＣＰＵ１はそのようにして取得した各値のうち、電解槽１０に障害（短絡・オープン）が発生しなかった場合のもののみをＲＡＭ７に記憶する。これにより、電解槽１０を正常な状態で定電流制御することが可能な電解槽１０の両極の電圧値、および電解槽１０を流れる電流値の範囲が得られる。
一般に、電解槽１０が短絡状態になると電解槽１０の両極間電位差は低下し、電解槽１０がオープン状態になると電解槽１０の両極間電位差は上昇する。そこで、この工程では、先に収集した電解槽１０の両極の電圧値から電解槽１０を正常状態で定電流制御が可能な電解槽１０の両極間電位差データを取得する。そして、この両極間電位差データから電解槽１０を正常状態で定電流制御が可能な電解槽１０の両極間電位差の限界値（最大値、最小値）を抽出し、これをＲＡＭ７に記憶させ、後述する電解槽１０に生じる短絡・オープンの検出に備える。
次に、ＣＰＵ１が前記プログラムに基づき、ＲＡＭ７に記憶した電流値の平均値を求め、この値とあらかじめＲＯＭ６に記憶されている電解槽制御のための目標とする電流値（例えば、１００ｍＡ）との差分をとり、所定の演算によって電解槽１０を定電流制御するための最適な電流値データを取得する。この電流値データは、例えば次のような演算を行うことにより求められる。
Ｅ（ｚ−１）＝Ｒ（ｚ−１）−Ｙ（ｚ−１）　・・・（１）
Ｕ（ｚ−１）＝ｋ（１＋ｂｚ−１）・Ｅ（ｚ−１）／（１・ｚ−１）　・・・（２）
ただし、ｚ−１は離散時間系の演算子（連続時間系のｓ（ラプラス演算子）に相当）、Ｒ（ｚ−１）は目標とする電流値、Ｙ（ｚ−１）は実測した電流値の平均値、Ｕ（ｚ−１）は最適な電解槽１０の定電流制御を行うための電流値、Ｅ（ｚ−１）は制御エラー、ｋ，ｂは比例定数を示す。
そして、このようにして取得した電流値データをＣＰＵ１のＰＷＭポートに書き込む。（以上、ステップＳ１）
【００２７】
２）ＣＰＵ１は、ステップＳ１においてＰＷＭポートに書き込まれた電流値データに基づき、この電流値を発生させることが可能なパルス幅のＰＷＭ矩波形を発振し、ＳＥＰＩＣ２を構成するＦＥＴＱ１をスイッチング駆動する。ＦＥＴＱ１がスイッチング駆動されると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがインダクタＬ２に蓄積される。そして、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギーはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２に電位を発生させる。コンデンサＣ２に電位が発生すると、電流が電解槽１０と接地抵抗Ｒ６を介して接地に流れる。加えて、万一、電解槽１０のインピーダンスが変化しても電解槽１０の定電流制御を続行可能にするため、ＣＰＵ１は、ＲＯＭ６に格納されているプログラムにより、Ａ／Ｄ２の電圧が一定になるように制御する。このようにすることで、電解槽１０の定電流制御が開始される（以上、ステップＳ２）。
【００２８】
３）ＣＰＵ１は電解槽１０が定電流制御されているときには、Ａ／Ｄ１への入力電圧を常時監視する。そして、ＣＰＵ１はＡ／Ｄ１のＡ／Ｄ２に対する電位差とステップＳ１で取得した電位差データの最小値とを比較する。Ａ／Ｄ１のＡ／Ｄ２に対する電位差がステップＳ１で取得した電位差データの最小値を下回った場合、ＣＰＵ１は電解槽１０に短絡状態が発生したことを検出する（以上、ステップＳ３）。電解槽１０に短絡状態が発生した場合は、ステップＳ４へ進む。電解槽１０に短絡状態が発生していない場合には、ステップＳ５へ進む。
【００２９】
４）電解槽１０に短絡状態が発生した場合、ＣＰＵ１はＰＷＭ制御を停止し、電解槽１０の運転を停止させる。あわせて、ＣＰＵ１は、表示手段８に所定のパタンを発生させ、電解中止を使用者に知らせる。（以上、ステップＳ４）。
【００３０】
５）電解槽１０に短絡状態が発生していない場合、ＣＰＵ１はＡ／Ｄ１のＡ／Ｄ２に対する電位差とステップＳ１で取得した電位差データの最大値とを比較する。Ａ／Ｄ１のＡ／Ｄ２に対する電位差がステップＳ１で取得した電位差データの最大値を上回った場合、ＣＰＵ１は電解槽１０にオープン状態が発生したことを検出する。あわせて、ＣＰＵ１は、表示手段８に所定のパタンを発生させ、電解槽１０にオープン状態が発生したことを使用者に知らせる（以上、ステップＳ５）。電解槽１０にオープン短絡状態が発生した場合は、ステップＳ６へ進む。電解槽１０にオープン状態が発生していない場合には、ステップＳ３へ戻り、処理を続行する。
【００３１】
６）電解槽１０にオープン状態が発生した場合、ＣＰＵ１は、ＲＯＭ６に格納されているプログラムに基づき、Ａ／Ｄ１の電圧が一定になるようにフィードバック制御を開始する。例えば、不感帯をもたせたバング・バング制御により、Ａ／Ｄ１の電圧が１２±０．５Ｖになるように、ＣＰＵ１は発振するＰＷＭ矩波形のパルス幅を制御する（±０．５Ｖが不感帯で、１２．５Ｖを上回った場合ＣＰＵ１は発振するＰＷＭ矩波形のパルス幅を縮小し、１２．５Ｖを下回った場合ＣＰＵ１は発振するＰＷＭ矩波形のパルス幅を拡大する）。このようにすることで、コンデンサＣ２−ＧＮＤ間の電圧を一定にし、電解槽１０の定電圧制御を開始する。あわせて、ＣＰＵ１は、表示手段８に所定のパタンを発生させ、電解槽１０の定電圧制御に移行したことを使用者に知らせる（以上、ステップＳ６）。
【００３２】
７）電解槽１０の定電圧制御に移行すると、ＣＰＵ１はＡ／Ｄ２端子を介して接地抵抗Ｒ６における電圧降下の監視を開始する。そして、ＣＰＵ１は、この値とステップＳ１において取得した電解槽１０の両極間電位差データの最大値（ＲＡＭ７に記憶されている）とを比較する。接地抵抗Ｒ６における電圧降下がステップＳ１において取得した電解槽１０の両極間電位差データの最大値以下になると、ＣＰＵ１は電解槽１０のオープン状態が解消したと判断し、ステップＳ２へ戻り、電解槽１０の定電流制御を再開する。あわせて、ＣＰＵ１は、表示手段８に表示された電解槽１０が定電圧制御中であることを示すパタンを消す。ＲＯＭ６に格納されているプログラムに規定された時間が経過しても、接地抵抗Ｒ６における電圧降下がステップＳ１において取得した電解槽１０の両極間電位差データの最大値以下にならない場合、ステップＳ８へ進む（以上、ステップＳ７）。
【００３３】
８）ＲＯＭ６に格納されているプログラムに規定された時間が経過しても、接地抵抗Ｒ６における電圧降下がステップＳ１において取得した電解槽１０の両極間電位差データの最大値以下にならない場合、ＣＰＵ１は電解槽１０の定電圧制御を停止し、電解槽１０の運転を停止する（以上、ステップＳ８）。
【００３４】
本実施の形態の電解槽制御装置は、以上のような工程を経ることにより、電解槽１０の障害発生（短絡・オープン）を容易に検出できる。電解槽１０に障害が発生した場合には、自動的に電解槽１０の運転を停止する。ただ、電解槽１０のオープン状態発生時には、プログラムに規定された時間内にかかる障害が解消された場合に限り、電解槽１０の定電流制御を自動的に再開する。このようにすることで、本実施の形態の電解槽制御装置は、電解槽１０の安全な運転を担保している。
本実施の形態の電解槽制御装置は、電解槽１０の運転開始時に、まず、最適な電解槽１０の定電流制御を実行するための電解槽１０に特有の諸条件（電流値データ、電解槽１０の両極間電位差データの最大最小値等）を取得できる、いわゆる学習機能を備えている。したがって、特定の性質を備えた電解槽に限らず、各種電解槽に適用可能である。
本実施の形態の電解槽制御装置は、ＳＥＰＩＣ２と電解槽１０との間に電流平滑化手段３を設けたことにより、電解槽１０へ流れるリプル電流を低減し、電解槽１０の良好な運転を可能にする。
本実施の形態の電解槽制御装置は、ＳＥＰＩＣ２を備えることにより、従来消費電力増大の原因となっていたコンデンサＣ２や接地抵抗Ｒ６に消費電力の小さいものを用いることができ、装置全体の消費電力の低減化が可能になる。
本実施の形態の電解槽制御装置は、小規模で単純な回路構成ながらも電解槽の短絡・オープン状態を容易に検出できることから、装置の小型化、製造工程の簡略化に資するものであり、製造コストの低減化を促進するものである。
【００３５】
（実施の形態２）
本実施の形態は、請求項６ないし９にかかる電解槽制御装置に関する。図３は、本実施の形態にかかる電解槽制御装置の構成を示す図である。以下、実施の形態１に示した装置に用いた部材と同一の部材については同一の符号を付して説明する。本実施の形態の電解槽制御装置は、電解槽１０の他、ＳＥＰＩＣ２（第１のコンバータ）、電流平滑化手段３、ローパスフィルタ４，５、表示手段８、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１（第２のコンバータ）、電位比較手段１２、供給電流停止手段１３、電解槽運転遅延手段１４、電源スイッチ１５、トランジスタＱ４、および接地抵抗Ｒ６を含み構成される。
【００３６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は、ＳＥＰＩＣ２の動作を制御するＰＷＭ矩形波を発振し、かつ、電位比較手段１２の検出結果に基づきＳＥＰＩＣ２を介して電解槽１０の運転を制御する。
ＳＥＰＩＣ２、電流平滑化手段３、ローパスフィルタ４，５、表示手段８、電解槽１０、および接地抵抗Ｒ６は、実施の形態１の装置のものと同様である。
電位比較手段１２は、電解槽１０の両極間電位差が所定領域値から外れた場合に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１に対しその動作を停止させる信号を送信する。
供給電流停止手段１３は、トランジスタＱ２、コンデンサＣ５、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ７，Ｒ８により構成されており、電解槽１０がオープン状態となった場合に、ＳＥＰＩＣ２に供給する電流を停止する。
電解槽運転遅延手段１４は、トランジスタＱ３、抵抗Ｒ９，Ｒ１０により構成されており、電源スイッチ１５がＯＮの時、あらかじめ設定した時間を経過させた後にＳＥＰＩＣ２へ電流を供給しＳＥＰＩＣ２への突入電流を低減する。
【００３７】
次に、本実施の形態の電解槽制御装置の動作を説明する。本実施の形態の電解槽制御装置は、実施の形態１のものとは異なり、ＣＰＵを用いず、あらかじめ電解槽１０の定電流制御に最適な電流値、およびこのときの電解槽１０の両極間電位差の範囲（最大値、最小値）が明確である場合に、適用が可能なものである。
【００３８】
本実施の形態の電解槽制御装置では、供給電流停止手段１３のトランジスタＱ３と電解槽運転遅延手段１４のトランジスタＱ４とがワイヤードＯＲになっている。トランジスタＱ３は、電源スイッチ１５がＯＮされると、電解槽１０の状態にかかわらず一定時間ＯＮの状態となる。すると必然的にトランジスタＱ４もＯＮとなり、ＳＥＰＩＣ２に電流が供給される。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から発振されたＰＷＭ矩形波によって、ＳＥＰＩＣ２のＦＥＴＱ１がスイッチング駆動される。ＦＥＴＱ１がスイッチング駆動されると、インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーがインダクタＬ２に蓄積される。そして、インダクタＬ２に蓄積されたエネルギーはダイオードＤ１を介してコンデンサＣ２に電位を発生させる。コンデンサＣ２に電位が発生すると、電流が電解槽１０と接地抵抗Ｒ６を介して接地に流れる。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１から発振されるＰＷＭ矩形波は、電解槽１０を最適な状態で定電流制御できる電流値をＳＥＰＩＣ２から発生させることが可能なパルス幅を有するものである。
接地抵抗Ｒ６は、電解槽１０を流れる電流を検出するための抵抗で、電解槽１０を流れる電流に比例した電圧を発生する。この電圧は、ローパスフィルタ５を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１１のＦ．Ｂ（フィールドバック）端子に印加される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１は内部に基準電圧発生器を備えており、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１はＦ．Ｂ端子に印加される電圧が常に一定になるように、ＦＥＴＱ１に供給されるＰＷＭ矩波形のパルス幅を制御する。
電解槽１０の定電流制御が行われている状態では、常時電解槽１０の陽極側の電圧値と陰極側の電圧値はそれぞれローパスフィルタ４，５を介して電位比較手段１２へ供給される。
【００４０】
電位比較手段１２は、入力された電解槽１０の両極間電位差が所定値（電解槽１０を定電流制御することが可能な電解槽１０の両極間電位差の最小値）を下回った（電解槽１０に短絡状態が発生した）場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１のＣＮＴＲＬ端子へその動作を停止させる信号を送信し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を停止させる。同時に、電位比較手段１２は、表示手段８に所定のパタンを発生させ、電解中止を使用者に知らせる。
一方、電位比較手段１２は、入力された電解槽１０の両極間電位差が所定値（電解槽１０を定電流制御することが可能な電解槽１０の両極間電位差の最大値）を上回った（電解槽１０にオープン状態が発生した）場合も、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１のＣＮＴＲＬ端子へその動作を停止させる信号を送信し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１を停止させる。同時に、電位比較手段１２は、表示手段８に所定のパタンを発生させ、電解中止を使用者に知らせる。また、このとき、トランジスタＱ４がＯＦＦになり、さらに一定時間後に供給電流停止手段１３のトランジスタＱ３もＯＦＦになる。この結果、ＳＥＰＩＣ２に供給される電流が停止し、電解槽１０への電流供給も停止する。
【００４１】
本実施の形態の電解槽制御装置は、実施の形態１に示した装置のような電解槽１０の定電流制御に最適な諸条件を自動的に取得する学習機能は備えていない。しかし、使用する電解槽の定電流制御に最適な諸条件をあらかじめ把握しているような場合には、本実施の形態の電解槽制御装置でも十分である。
本実施の形態の電解槽制御装置は、実施の形態１に示した装置のように、ＣＰＵを備えていないことから、電位比較手段１２、供給電流停止手段１３、電解槽運転遅延手段１４等を備える必要がある分だけ装置の回路規模が大きくなる。それでも、１つの回路構成で２種類の電解槽の障害検出が可能なことを考慮すれば、装置の小型化は十分達成できている。
【００４２】
次に、本発明の電解槽制御装置の適用例を示す。図４は、本発明の電解槽制御装置の一適用例を示す図である。これは、本発明の電解槽制御装置を電解水噴霧器に適用したものである。この電解水噴霧器は、電解質水溶液タンク２１、電解質水溶液供給管２２、ポンプ２３、電解槽１０、陽極電解水取出管２４、噴霧器２５、陰極電解水取出管２６、廃液タンク２７、電解水量設定部２８、電解槽制御装置２９、および電源３０を含み構成されている。電解槽制御装置２９は、図１または３に示した電解槽制御装置である。本発明の電解槽制御装置をこのような電解水噴霧器に適用すれば、小型・省電力で携帯性に富み、低コストで安全な電解水噴霧器を実現できる。
【００４３】
電解質水溶液タンク２１の内部には、電解質水溶液３１が貯留される。電解質水溶液３１は、水溶性電解質を０．１〜０．５質量％程度含有している。このような電解質水溶液３１は、市水や、蒸留水、脱イオン水等の精製水（純水）に、水溶性電解質を前記濃度範囲溶解させることにより調整される。電解質水溶液３１は、電解質水溶液供給管２２に介装されたポンプ２３の駆動により電解質水溶液供給管２２通って電解槽１０に送られる。
【００４４】
電解槽１０において電解されて生成した陽極電解水は陽極電解水取出管２４を通って噴霧器２５に送られ、ここから装置外に噴霧される。噴霧器２５には特に制限は無く、種々のものが使用可能である。また、電解槽１０で生成した陰極電解水は陰極電解水取出管２６を通って廃液タンク２７に溜められる。
【００４５】
電解水量設定部２８はポテンショメータ等を含み構成されており、ポンプ２３の送液量を任意に設定する。電解槽制御装置２９は、電解槽１０に電力等を供給し制御を行う。特に、電解槽制御装置２９に実施の形態１の装置を用いれば、電解水量設定部２８で設定されたポンプ送液量の設定値に最適な電解槽１０の定電流制御のための諸条件（電流値データ、電解槽１０の両極間電位差データの最大最小値）を自動的に求めることが可能である。電源３０は、電解水噴霧器に電力を供給するものである。電源３０としては、特に制限はない。ただし、携帯に資するためには、繰返し使用可能な充電式の電池が好ましい。
【００４６】
なお、この電解水噴霧器では、陽極電解水取出管２４に噴霧器２５を取付け、陰極電解水取出管２６に廃液タンク２７を取付けているが、これらを逆に取付け、陰極電解水が噴霧されるようにしてもよい。さらに、噴霧器２５を取付けることなく直接各管２４，２６からそれぞれの電解水を採取できるようにすれば、電解水生成器として用いることができる。
また、陽極電解水と陰極電解水とを分離することなく、これらを一緒に取り出し、滅菌、殺菌等の各種用途に利用することもできる。
【００４７】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明はこの実施の形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいてその変更、改良等が可能であることは云うまでもない。
例えば、前述の電解槽１０は内部に隔膜のない構造のものを用いたが、隔膜が設けられた構造のものを使用してもよい。隔膜は陽極電解水と陰極電解水とが混合するのを防止する役割を果たすものであり、かつ電解電流が伝わる材料で構成されている。電解槽１０の隔膜としては、イオン交換膜や、無電荷膜等、電解隔膜として従来使用されているものが適宜使用できる。
また、実施の形態１に示した電解槽制御装置では、ＲＯＭ６，ＲＡＭ７をＣＰＵ１とは別体のものとしているが、これらを一体的に構成することも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、電解槽の障害発生を容易に検出し、安全な電解槽の運転が可能な電解槽制御方法を提供できる。また、その方法を実現するための、小型・省電力で携帯性に富み、低コストの電解槽制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる電解槽制御装置の回路構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の電解槽制御装置における電解槽の制御方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態２にかかる電解槽制御装置の回路構成を示す図である。
【図４】本発明の電解槽制御装置の一適用例を示す図である。
【図５】従来の電解槽制御装置の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１　ＣＰＵ
２、４２　ＳＥＰＩＣ（ＤＣ−ＤＣのシングルエンド型一次インダクタンス・コンバータ）
３　電流平滑化手段
４、５、４３　ローパスフィルタ
６　ＲＯＭ
７　ＲＡＭ
８　表示手段
１０、４０　電解槽
１１、４１　ＤＣ−ＤＣコンバータ
１２　電位比較手段
１３　供給電流停止手段
１４　電解槽運転遅延手段
１５　電源スイッチ
２１　電解質水溶液タンク
２２　電解質水溶液供給管
２３　ポンプ
２４　陽極電解水取出管
２５　噴霧器
２６　陰極電解水取出管
２７　廃液タンク
２８　電解水量設定部
２９　電解槽制御装置
３０　電源
３１　電解質水溶液
Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ１１〜Ｃ１３　コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ１１　ダイオード
Ｌ１〜Ｌ３、Ｌ１１　インダクタ
Ｑ１　ＦＥＴ
Ｑ２〜Ｑ４、Ｑ１１　トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１５　抵抗[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an electrolytic cell for electrolyzing an aqueous electrolyte solution to generate anodic electrolyzed water and catholyte electrolyzed water.
[0002]
[Prior art]
Electrolyte a dilute aqueous solution of an electrolyte using a charged membrane made of ion-exchange resin or a non-charged membrane having a microporous structure, or an electrolytic tank in which an inert electrode made of a platinum alloy or the like is disposed. A technique of taking out anodic electrolyzed water having a low pH value generated by electrolysis on the anode side and using it for disinfection or the like is already well known. In particular, since anodic electrolyzed water produces hypochlorous acid therein, its strong oxidizing action and chlorinating action are often used.
[0003]
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of an electrolytic cell control device according to a conventional technique (for example, a configuration in which the electrolytic cell described in Patent Document 2 is incorporated in a circuit described in Patent Document 1). This electrolytic cell control device is a SEPIC (single-ended DC-DC primary inductance converter) composed of an electrolytic cell 40, a DC-DC converter 41, a resistor R11, an inductor L11, a capacitor C11, a transistor Q11, and a diode D11. 42, a low-pass filter 43 including a capacitor C12 and resistors R12 and R13, a capacitor C13, a ground resistor R14, and a resistor R15.
The electrolytic cell control device first oscillates a PWM (Pulse Width Modulation) rectangular wave from the DC-DC converter 41, and switches the transistor Q11. The energy stored in the inductor L11 by this switching drive is stored in the capacitor C11 when the transistor Q11 and the diode D11 are turned off. When a potential is generated in the capacitor C11, a current flows to the ground via the electrolytic cell 40 and the ground resistor R14. The grounding resistor R14 is a current detecting resistor and generates a voltage proportional to the current flowing through the electrolytic cell 40. This voltage is supplied to the F.C. of the DC-DC converter 41 via the low-pass filter 43. Applied to the B (field back) terminal. Note that the DC-DC converter 41 includes a reference voltage generator therein. The pulse width of the PWM rectangular waveform supplied to the transistor Q11 is controlled so that the voltage applied to the B terminal is always constant.
Although detailed numerical values are omitted here, only the ground resistor R14 serves as a load for PWM control, and the resistance value of the ground resistor R14 has no relation to the impedance of the electrolytic cell 40. Further, the capacitances of the inductor L11 and the capacitors C11 and C12 depend on the resistance value of the resistor R15 connected to a C / R (clock register) terminal that determines the frequency of the PWM rectangular waveform and the capacitance of the capacitor C13.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-66017 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 2999093 (pages 4 to 6)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, most of the conventional electrolytic cell control devices are fixed to a place where electrolyzed water is used, are relatively large, and have the following problems.
(1) The constant current control of the electrolytic cell 40 cannot be performed unless the power supply voltage value VCC satisfies the following equation.
(Resistance value of grounding resistor R14 + impedance of electrolytic cell 40) × control current value of electrolytic cell 40 + potential difference of input / output terminal of diode D11 ≧ power supply voltage VCC.
(2) In connection with (1), as a countermeasure when the electrolytic cell 40 is short-circuited for some reason, the allowable loss of the ground resistor R14 must be increased.
(3) It is necessary to increase the allowable withstand voltage of the capacitor C11 in preparation for the potential difference between the two electrodes of the electrolytic cell 40 becoming excessive when the electrolytic cell 40 is opened for some reason.
Due to the above, the power consumption of the entire apparatus increases.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide an electrolytic cell control method that enables safe operation of an electrolytic cell, and realize the method. To provide a small, power-saving, and highly portable electrolyzer control apparatus for such purposes.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, an electrolytic cell control method according to claim 1 of the present invention includes an anode and a cathode inside, supplies an aqueous electrolyte solution between the two electrodes, and supplies a current between the two electrodes to form the electrolyte. A method for controlling an electrolytic cell for electrolyzing an aqueous solution, comprising: optimal current value data for controlling the electrolytic cell at a constant current; and optimal potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell for controlling the electrolytic cell at a constant current. A second step of performing constant current control of the electrolytic cell based on the current value data acquired in the first step, and measuring a potential difference between the electrodes of the electrolytic cell. A third step of comparing the value with the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell obtained in the first step, and detecting occurrence of a failure in the electrolytic cell.
[0008]
In the electrolytic cell control method according to claim 2 of the present invention, in the electrolytic cell control method according to claim 1, the third step is such that an actually measured value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell is the first step. When the obtained value is lower than the minimum value of the obtained electrode-to-electrode potential difference data, it is detected that a short-circuit state has occurred in the electrolytic cell, and the measured value of the electrode-to-electrode potential difference of the electrolytic cell is the first value. In a case where the value exceeds the maximum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell obtained in the step, the occurrence of an open state in the electrolytic cell is detected.
[0009]
The electrolytic cell control method according to claim 3 of the present invention is the electrolytic cell control method according to claim 2, wherein when an open state occurs in the electrolytic cell, after stopping the constant current control of the electrolytic cell, Start constant voltage control of the electrolytic cell, when the measured value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell is less than or equal to the maximum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell obtained in the first step, the second The present invention is characterized in that the constant current control of the electrolytic cell based on the current value data obtained in the first step is restarted.
[0010]
The electrolytic cell control device according to claim 4 of the present invention includes an anode and a cathode therein, supplies an aqueous electrolyte solution between the two electrodes, and supplies an electric current between the two electrodes to electrolyze the aqueous electrolyte solution. A control device, a converter for supplying a current to the electrolytic cell, a resistor for detecting a current flowing through the electrolytic cell, and oscillating a rectangular wave for controlling the operation of the converter, and A CPU that measures the potential difference between the electrodes and controls the operation of the electrolytic cell through the converter based on the measured value;
It is characterized by having.
[0011]
An electrolytic cell control device according to a fifth aspect of the present invention is the electrolytic cell control device according to the fourth aspect, wherein a current smoothing means for removing a ripple current is provided between the converter and the electrolytic cell. Features.
[0012]
The electrolytic cell control device according to claim 6 of the present invention includes an anode and a cathode inside, supplies an aqueous electrolyte solution between the two electrodes, and supplies an electric current between the two electrodes to electrolyze the aqueous electrolyte solution. A control device, a first converter for supplying a current to the electrolytic cell, a resistor for detecting a current flowing through the electrolytic cell, a potential comparing means for detecting a potential difference between both electrodes of the electrolytic cell, A second converter that oscillates a rectangular wave that controls the operation of the first converter, and that controls the operation of the electrolytic cell via the first converter based on the detection result of the potential comparison means. It is characterized by having.
[0013]
The electrolytic cell control device according to claim 7 of the present invention is the electrolytic cell control device according to claim 6, wherein the electric potential comparing means is configured such that, when a potential difference between the electrodes of the electrolytic cell deviates from a predetermined region value, A signal for stopping the operation of the second converter is transmitted.
[0014]
The electrolytic cell control device according to claim 8 of the present invention is the electrolytic cell control device according to claim 6 or 7, wherein current smoothing means for removing a ripple current between the first converter and the electrolytic cell. Is provided.
[0015]
The electrolytic cell control device according to claim 9 of the present invention is the electrolytic cell control device according to any one of claims 6 to 8, wherein the current supplied to the first converter is supplied when the electrolytic cell is open. It is characterized by comprising a supply current stopping means for stopping.
[0016]
A storage medium according to a tenth aspect of the present invention stores a program capable of executing the electrolytic cell control method according to any one of the first to third aspects.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on one illustrated embodiment.
[0018]
(Embodiment 1)
The present embodiment relates to an electrolytic cell control device according to claims 4 and 5. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the electrolytic cell control device according to the present embodiment. The electrolytic cell control device according to the present embodiment includes, in addition to the electrolytic cell 10, a CPU 1, a SEPIC (single-ended primary inductance converter of DC-DC) 2, a current smoothing unit 3, low-pass filters 4, 5, ROM 6, RAM 7, , Display means 8 and a ground resistor R6.
[0019]
The CPU 1 oscillates a PWM rectangular wave for controlling the operation of the SEPIC 2, measures the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell 10, and controls the operation of the electrolytic cell 10 via the SEPIC 2 based on the measured value. Further, the CPU 1 has at least two A / D conversion means inside.
[0020]
The SEPIC 2 includes capacitors C1 and C2, a diode D1, inductors L1 and L2, an FET Q1, and a resistor R1, and performs a step-up / step-down of a voltage applied to the electrolytic cell 10.
The SEPIC 2 switches the FET Q1 by a PWM rectangular waveform oscillated from the CPU 1. When the switching of the FET Q1 is performed, the energy stored in the inductor L1 is stored in the inductor L2. Then, a potential is generated in the capacitor C2 via the diode D1. Therefore, even if the power supply voltage VCC does not satisfy the following expression, the constant current control of the electrolytic cell 10 can be performed.
(Resistance value of grounding resistor R6 + impedance of electrolytic cell 10) × control current value of electrolytic cell 10 + potential difference between input / output terminal of diode D1 ≧ power supply voltage value VCC
Further, since the voltage applied to the electrolytic cell 10 can be increased or decreased by the SEPIC 2, there is no need to consider the allowable loss of the ground resistor R6, and a resistor having a relatively small resistance value can be used as the ground resistor R6. .
Further, since the voltage applied to the electrolytic cell 10 can be increased or decreased by the SEPIC 2, for example, an open state occurs in the electrolytic cell 10 for some reason and the potential difference between the two electrodes of the electrolytic cell 10 becomes excessive. Therefore, it is not necessary to increase the allowable breakdown voltage of the capacitor C2.
In the device of the present embodiment, since such a SEPIC 2 is provided, members with low power consumption can be used, and the power consumption of the entire device can be reduced.
[0021]
The current smoothing means 3 is for reducing a ripple current included in the current from the SEPIC 2 and includes an inductor L3. When the current smoothing means 3 is inserted, it acts as a resistor in the AC operation, and the ripple current flowing to the electrolytic cell 10 can be reduced.
In general, the ripple current can be reduced even if a capacitor is inserted in parallel with the ground resistance. However, since the device of the present embodiment employs the SEPIC 2, a resistor having a relatively small resistance value can be used as the ground resistor R6. For this reason, in the case of this embodiment, even if a capacitor is inserted in parallel with the ground resistor R6, a reduction in ripple current cannot be expected with this capacitor, so that a current smoothing means is provided between the SEPIC 2 and the electrolytic cell 10. Preferably, 3 is inserted.
[0022]
The electrolytic cell 10 has an anode and a cathode inside. The anode and the cathode are formed of an electrochemically inert metal material. As the electrode material, platinum, a platinum alloy or the like is preferable. In the electrolytic cell 10, the two electrodes are arranged in parallel with each other close to each other without any intervening diaphragm between the anode and the cathode, and an electrolyte aqueous solution is continuously supplied between the positive and negative electrodes, and a current is supplied between the two electrodes. To electrolyze the aqueous electrolyte solution, and continuously take out anode electrolyzed water downstream of the anode. As the electrolytic cell 10, for example, the one shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-246272 can be used.
[0023]
The low-pass filter 4 includes resistors R2 and R3 and a capacitor C3. The low-pass filter 5 includes resistors R4 and R5 and a capacitor C4. The low-pass filters 4 and 5 attenuate signals having frequencies equal to or higher than a cutoff frequency, which are input to A / D (input terminals to analog / digital conversion means) 1 and A / D 2 of the CPU 1, respectively.
[0024]
The ROM 6 is a storage medium in which a predetermined program for operating the electrolytic cell control device of the present embodiment is stored. The RAM 7 is a storage medium for storing various data obtained by the operation of the electrolytic cell control device according to the present embodiment. The display means 8 displays the operation status of the electrolytic cell 10 and informs the user of the apparatus, and uses an LED, a liquid crystal, or the like.
[0025]
Next, a method for controlling an electrolytic cell using the electrolytic cell control device of the present embodiment will be described with reference to FIG. This method relates to claims 1 to 3. FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for performing this method.
[0026]
1) First, in the apparatus according to the present embodiment, the CPU 1 oscillates a PWM (Pulse Width Modulation) rectangular waveform based on a program stored in the ROM 6, and performs switching driving of the FET Q1 constituting the SEPIC 2. When the switching of the FET Q1 is performed, the energy stored in the inductor L1 is stored in the inductor L2. Then, a potential is generated in the capacitor C2 via the diode D1. When a potential is generated in the capacitor C2, a current flows to the ground via the electrolytic cell 10 and the ground resistor R6. The grounding resistor R6 is a resistor for detecting a current flowing through the electrolytic cell 10 and generates a voltage proportional to the current flowing through the electrolytic cell 10. After the operation of the electrolytic cell 10 in this way, the CPU 1 obtains the voltage value of both electrodes of the electrolytic cell 10 and the current value flowing through the electrolytic cell 10 at predetermined time intervals based on the program. The voltage value on the anode side of the electrolytic cell 10 is obtained from the A / D1 of the CPU1, and the voltage value on the cathode side of the electrolytic cell 10 is obtained from the A / D2 of the CPU1. The current value flowing through the electrolytic cell 10 is obtained from the A / D 2 of the CPU 1. Then, the CPU 1 stores, in the RAM 7, only values obtained when no failure (short circuit / open) occurs in the electrolytic cell 10 among the values thus obtained. As a result, a range of voltage values of both electrodes of the electrolytic cell 10 and a range of a current value flowing through the electrolytic cell 10 can be obtained in which the electrolytic cell 10 can be controlled at a constant current in a normal state.
In general, when the electrolytic cell 10 is short-circuited, the potential difference between the two electrodes of the electrolytic cell 10 decreases, and when the electrolytic cell 10 is opened, the potential difference between the two electrodes of the electrolytic cell 10 increases. Therefore, in this step, the potential difference data between the two electrodes of the electrolytic cell 10 capable of controlling the electrolytic cell 10 at a constant current in a normal state is acquired from the previously collected voltage values of the two electrodes of the electrolytic cell 10. Then, a limit value (maximum value, minimum value) of the potential difference between the two electrodes of the electrolytic cell 10 capable of performing constant current control in a normal state of the electrolytic cell 10 is extracted from the data on the potential difference between the two electrodes, and stored in the RAM 7. In preparation for the detection of a short circuit / open occurring in the electrolytic cell 10 to be discharged.
Next, the CPU 1 calculates an average value of the current values stored in the RAM 7 based on the program, and compares the average value with a target current value (for example, 100 mA) for electrolytic cell control stored in the ROM 6 in advance. By taking the difference, optimal current value data for controlling the electrolytic cell 10 at a constant current is obtained by a predetermined calculation. This current value data is obtained, for example, by performing the following calculation.
E (z -1 ) = R (z -1 ) -Y (z -1 …… (1)
U (z -1 ) = K (1 + bz) -1 ) · E (z -1 ) / (1 · z -1 ) (2)
Where z -1 Is an operator of a discrete time system (corresponding to s (Laplace operator) of a continuous time system), R (z -1 ) Is the target current value, Y (z -1 ) Is the average of the actually measured current values, U (z -1 ) Is a current value for performing optimal constant current control of the electrolytic cell 10, and E (z) -1 ) Indicates a control error, and k and b indicate proportional constants.
Then, the obtained current value data is written to the PWM port of the CPU 1. (The above is Step S1)
[0027]
2) Based on the current value data written to the PWM port in step S1, the CPU 1 oscillates a PWM rectangular waveform having a pulse width capable of generating the current value, and switches the FET Q1 constituting the SEPIC 2 by switching. When the switching of the FET Q1 is performed, the energy stored in the inductor L1 is stored in the inductor L2. The energy stored in the inductor L2 generates a potential in the capacitor C2 via the diode D1. When a potential is generated in the capacitor C2, a current flows to the ground via the electrolytic cell 10 and the ground resistor R6. In addition, in order to make it possible to continue the constant current control of the electrolytic cell 10 even if the impedance of the electrolytic cell 10 changes, the CPU 1 uses the program stored in the ROM 6 to keep the voltage of the A / D 2 constant. Control. By doing so, constant current control of the electrolytic cell 10 is started (step S2).
[0028]
3) When the electrolytic cell 10 is under constant current control, the CPU 1 constantly monitors the input voltage to the A / D 1. Then, the CPU 1 compares the potential difference of the A / D1 with respect to the A / D2 and the minimum value of the potential difference data acquired in step S1. When the potential difference between A / D1 and A / D2 is smaller than the minimum value of the potential difference data acquired in step S1, CPU 1 detects that a short circuit state has occurred in electrolytic cell 10 (above, step S3). If a short circuit occurs in the electrolytic cell 10, the process proceeds to step S4. If no short circuit has occurred in the electrolytic cell 10, the process proceeds to step S5.
[0029]
4) When a short circuit occurs in the electrolytic cell 10, the CPU 1 stops the PWM control and stops the operation of the electrolytic cell 10. At the same time, the CPU 1 generates a predetermined pattern on the display means 8 to notify the user of the stop of the electrolysis. (The above is Step S4).
[0030]
5) When the short circuit state does not occur in the electrolytic cell 10, the CPU 1 compares the potential difference of the A / D1 with respect to the A / D2 and the maximum value of the potential difference data acquired in step S1. When the potential difference between A / D1 and A / D2 exceeds the maximum value of the potential difference data acquired in step S1, CPU 1 detects that an open state has occurred in electrolytic cell 10. At the same time, the CPU 1 generates a predetermined pattern on the display means 8 to notify the user that an open state has occurred in the electrolytic cell 10 (step S5). When an open short-circuit state occurs in the electrolytic cell 10, the process proceeds to step S6. If the open state has not occurred in the electrolytic cell 10, the process returns to step S3 and the process is continued.
[0031]
6) When an open state occurs in the electrolytic cell 10, the CPU 1 starts feedback control based on a program stored in the ROM 6 so that the voltage of the A / D 1 becomes constant. For example, the CPU 1 controls the pulse width of the oscillating PWM rectangular waveform so that the voltage of the A / D 1 becomes 12 ± 0.5 V by the bang / bang control having a dead zone (± 0.5 V is the dead zone. When the voltage exceeds 12.5 V, the CPU 1 reduces the pulse width of the oscillating PWM rectangular waveform, and when the voltage falls below 12.5 V, the CPU 1 increases the pulse width of the oscillating PWM rectangular waveform. By doing so, the voltage between the capacitors C2 and GND is made constant, and constant voltage control of the electrolytic cell 10 is started. At the same time, the CPU 1 generates a predetermined pattern on the display means 8 to notify the user that the control has been shifted to the constant voltage control of the electrolytic cell 10 (step S6).
[0032]
7) When the process shifts to the constant voltage control of the electrolytic cell 10, the CPU 1 starts monitoring a voltage drop in the ground resistor R6 via the A / D2 terminal. Then, the CPU 1 compares this value with the maximum value (stored in the RAM 7) of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell 10 obtained in step S1. When the voltage drop in the grounding resistor R6 becomes equal to or less than the maximum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell 10 obtained in step S1, the CPU 1 determines that the open state of the electrolytic cell 10 has been eliminated, returns to step S2, and returns to step S2. Is restarted. At the same time, the CPU 1 erases the pattern displayed on the display means 8 indicating that the electrolytic cell 10 is under constant voltage control. If the voltage drop at the grounding resistor R6 does not become less than or equal to the maximum value of the electrode-to-electrode potential difference data of the electrolytic cell 10 obtained in step S1, even if the time specified in the program stored in the ROM 6 has elapsed, the process proceeds to step S8. (The above is Step S7).
[0033]
8) If the voltage drop at the grounding resistor R6 does not fall below the maximum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell 10 obtained at step S1 even after the time specified in the program stored in the ROM 6 has elapsed, the CPU 1 The constant voltage control of the electrolytic cell 10 is stopped, and the operation of the electrolytic cell 10 is stopped (step S8).
[0034]
The electrolytic cell control device according to the present embodiment can easily detect the occurrence of a failure (short circuit / open) in the electrolytic cell 10 through the above steps. When a failure occurs in the electrolytic cell 10, the operation of the electrolytic cell 10 is automatically stopped. However, when the open state of the electrolytic cell 10 occurs, the constant current control of the electrolytic cell 10 is automatically restarted only when the trouble that takes place within the time specified in the program is resolved. By doing so, the electrolytic cell control device of the present embodiment ensures safe operation of the electrolytic cell 10.
When starting operation of the electrolytic cell 10, the electrolytic cell control device according to the present embodiment first performs various conditions specific to the electrolytic cell 10 (current value data, electrolytic cell (A maximum value and a minimum value of the 10 potential difference data between the two electrodes). Therefore, the present invention can be applied not only to the electrolytic cell having a specific property but also to various electrolytic cells.
The electrolytic cell control device according to the present embodiment reduces the ripple current flowing through electrolytic cell 10 by providing current smoothing means 3 between SEPIC 2 and electrolytic cell 10, thereby improving the operation of electrolytic cell 10. enable.
Since the electrolytic cell control device of the present embodiment is provided with the SEPIC 2, it is possible to use low power consumption for the capacitor C2 and the ground resistor R6, which have conventionally caused an increase in power consumption. Can be reduced.
The electrolytic cell control device of the present embodiment can easily detect a short circuit / open state of the electrolytic cell with a small-scale and simple circuit configuration, which contributes to downsizing of the device and simplification of a manufacturing process. It promotes reduction of manufacturing cost.
[0035]
(Embodiment 2)
The present embodiment relates to an electrolytic cell control device according to claims 6 to 9. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the electrolytic cell control device according to the present embodiment. Hereinafter, the same members as those used in the apparatus described in the first embodiment will be described with the same reference numerals. The electrolytic cell control device according to the present embodiment includes, in addition to the electrolytic cell 10, a SEPIC 2 (first converter), a current smoothing unit 3, low-pass filters 4, 5, a display unit 8, a DC-DC converter 11 (second converter). Converter), potential comparing means 12, supply current stopping means 13, electrolytic cell operation delay means 14, power switch 15, transistor Q4, and ground resistor R6.
[0036]
The DC-DC converter 11 oscillates a PWM rectangular wave that controls the operation of the SEPIC 2, and controls the operation of the electrolytic cell 10 via the SEPIC 2 based on the detection result of the potential comparing means 12.
The SEPIC 2, the current smoothing means 3, the low-pass filters 4 and 5, the display means 8, the electrolytic cell 10, and the ground resistor R6 are the same as those in the first embodiment.
The potential comparing means 12 sends a signal to the DC-DC converter 11 to stop the operation when the potential difference between the two electrodes of the electrolytic cell 10 deviates from a predetermined range value.
The supply current stopping means 13 includes a transistor Q2, a capacitor C5, a diode D2, and resistors R7 and R8, and stops the current supplied to the SEPIC 2 when the electrolytic cell 10 is opened.
The electrolytic cell operation delay means 14 includes a transistor Q3 and resistors R9 and R10. When the power switch 15 is ON, a current is supplied to the SEPIC 2 after a preset time has elapsed, and the inrush current to the SEPIC 2 is reduced. Reduce.
[0037]
Next, the operation of the electrolytic cell control device according to the present embodiment will be described. The electrolytic cell control device of the present embodiment differs from that of the first embodiment in that the CPU does not use a CPU, and a current value that is optimal for constant current control of the electrolytic cell 10 in advance, and a voltage between both poles of the electrolytic cell 10 at this time. This is applicable when the range (maximum value, minimum value) of the potential difference is clear.
[0038]
In the electrolytic cell control device of the present embodiment, the transistor Q3 of the supply current stopping means 13 and the transistor Q4 of the electrolytic cell operation delaying means 14 are wired OR. When the power switch 15 is turned on, the transistor Q3 is turned on for a fixed time regardless of the state of the electrolytic cell 10. This inevitably turns on the transistor Q4, and a current is supplied to the SEPIC2.
[0039]
The switching of the FET Q1 of the SEPIC 2 is driven by the PWM rectangular wave oscillated from the DC-DC converter 11. When the switching of the FET Q1 is performed, the energy stored in the inductor L1 is stored in the inductor L2. The energy stored in the inductor L2 generates a potential in the capacitor C2 via the diode D1. When a potential is generated in the capacitor C2, a current flows to the ground via the electrolytic cell 10 and the ground resistor R6. The PWM rectangular wave oscillated from the DC-DC converter 11 has a pulse width that enables the SEPIC 2 to generate a current value that allows constant control of the electrolytic cell 10 in an optimal state.
The grounding resistor R6 is a resistor for detecting a current flowing through the electrolytic cell 10 and generates a voltage proportional to the current flowing through the electrolytic cell 10. This voltage is supplied to the F.C. Applied to the B (field back) terminal. Note that the DC-DC converter 11 includes a reference voltage generator therein, and the DC-DC converter 11 The pulse width of the PWM rectangular waveform supplied to the FET Q1 is controlled so that the voltage applied to the B terminal is always constant.
When the constant current control of the electrolytic cell 10 is performed, the voltage value on the anode side and the voltage value on the cathode side of the electrolytic cell 10 are always supplied to the potential comparing means 12 via the low-pass filters 4 and 5, respectively.
[0040]
The potential comparing means 12 determines that the input potential difference between the electrodes of the electrolytic cell 10 is lower than a predetermined value (the minimum value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell 10 capable of controlling the electrolytic cell 10 at a constant current) (the electrolytic cell 10). In this case, a signal for stopping the operation is transmitted to the CNTRL terminal of the DC-DC converter 11, and the DC-DC converter 11 is stopped. At the same time, the potential comparing means 12 generates a predetermined pattern on the display means 8 to notify the user of the stop of electrolysis.
On the other hand, the potential comparing means 12 determines that the input potential difference between the electrodes of the electrolytic cell 10 exceeds a predetermined value (the maximum value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell 10 capable of controlling the electrolytic cell 10 at a constant current) (electrolysis). Also, when the tank 10 is opened, a signal for stopping the operation is transmitted to the CNTRL terminal of the DC-DC converter 11, and the DC-DC converter 11 is stopped. At the same time, the potential comparing means 12 generates a predetermined pattern on the display means 8 to notify the user of the stop of electrolysis. At this time, the transistor Q4 is turned off, and the transistor Q3 of the supply current stopping means 13 is turned off after a certain period of time. As a result, the current supplied to the SEPIC 2 stops, and the current supply to the electrolytic cell 10 also stops.
[0041]
The electrolytic cell control device of the present embodiment does not have a learning function for automatically acquiring various conditions optimal for constant current control of the electrolytic cell 10 as in the device shown in the first embodiment. However, when various conditions optimal for constant current control of the electrolytic cell to be used are grasped in advance, the electrolytic cell control device of the present embodiment is sufficient.
Since the electrolytic cell control device according to the present embodiment does not include a CPU as in the device described in the first embodiment, the potential comparing device 12, the supply current stopping device 13, the electrolytic cell operation delay device 14, and the like are provided. The circuit scale of the device is increased by the amount required. Nevertheless, in view of the fact that one circuit configuration can detect faults in two types of electrolytic cells, the size of the apparatus can be sufficiently reduced.
[0042]
Next, an application example of the electrolytic cell control device of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing an application example of the electrolytic cell control device of the present invention. This is one in which the electrolytic cell control device of the present invention is applied to an electrolytic water sprayer. The electrolyzed water sprayer includes an aqueous electrolyte solution tank 21, an aqueous electrolyte solution supply pipe 22, a pump 23, an electrolysis tank 10, an anolyzed water extraction pipe 24, a sprayer 25, a catholyte water extraction pipe 26, a waste liquid tank 27, and an electrolyzed water amount setting section 28. , An electrolytic cell control device 29, and a power supply 30. The electrolytic cell control device 29 is the electrolytic cell control device shown in FIG. 1 or 3. If the electrolytic cell control device of the present invention is applied to such an electrolyzed water sprayer, a small, power-saving, highly portable, low-cost and safe electrolyzed water sprayer can be realized.
[0043]
An electrolyte solution 31 is stored in the electrolyte solution tank 21. The aqueous electrolyte solution 31 contains a water-soluble electrolyte of about 0.1 to 0.5% by mass. Such an aqueous electrolyte solution 31 is prepared by dissolving a water-soluble electrolyte in purified water (pure water) such as city water, distilled water, or deionized water in the above-described concentration range. The aqueous electrolyte solution 31 is sent to the electrolytic cell 10 through the aqueous electrolyte solution supply pipe 22 by driving a pump 23 interposed in the aqueous electrolyte solution supply pipe 22.
[0044]
The anodic electrolyzed water generated by electrolysis in the electrolytic cell 10 is sent to a sprayer 25 through an anodic electrolyzed water outlet pipe 24, and is sprayed from outside the device. The sprayer 25 is not particularly limited, and various types can be used. The cathodic electrolyzed water generated in the electrolytic cell 10 is stored in a waste liquid tank 27 through a cathodic electrolyzed water outlet pipe 26.
[0045]
The electrolytic water amount setting unit 28 is configured to include a potentiometer and the like, and arbitrarily sets the amount of liquid sent by the pump 23. The electrolytic cell control device 29 supplies electric power and the like to the electrolytic cell 10 to perform control. In particular, if the apparatus of the first embodiment is used for the electrolytic cell control device 29, various conditions for the constant current control of the electrolytic cell 10 optimal for the set value of the pumping amount set by the electrolytic water amount setting unit 28 ( The current value data and the maximum and minimum values of the potential difference data between the two electrodes of the electrolytic cell 10 can be automatically obtained. The power supply 30 supplies electric power to the electrolyzed water atomizer. The power supply 30 is not particularly limited. However, in order to contribute to carrying, a rechargeable battery that can be used repeatedly is preferable.
[0046]
In this electrolyzed water atomizer, the atomizer 25 is attached to the anodic electrolyzed water outlet pipe 24, and the waste liquid tank 27 is installed to the cathodic electrolyzed water outlet pipe 26. It may be. Furthermore, if each electrolyzed water can be directly collected from each of the pipes 24 and 26 without attaching the sprayer 25, it can be used as an electrolyzed water generator.
Further, the anodic electrolyzed water and the catholyte electrolyzed water can be taken out together without being separated and used for various uses such as sterilization and sterilization.
[0047]
The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the matters described in this embodiment, and it goes without saying that changes, improvements, and the like can be made based on the description in the claims.
For example, the above-described electrolytic cell 10 has a structure without a diaphragm inside, but may have a structure provided with a diaphragm. The diaphragm serves to prevent the anodic electrolyzed water and the catholyte electrolyzed water from being mixed, and is made of a material through which electrolysis current is transmitted. As the diaphragm of the electrolytic cell 10, those conventionally used as electrolytic diaphragms such as an ion exchange membrane and a non-charged membrane can be appropriately used.
Further, in the electrolytic cell control device shown in the first embodiment, the ROM 6 and the RAM 7 are separate from the CPU 1, but they may be integrally configured.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electrolytic cell control method that can easily detect occurrence of a failure in an electrolytic cell and can safely operate the electrolytic cell. Further, a small-sized, power-saving, highly portable, and low-cost electrolytic cell control device for realizing the method can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an electrolytic cell control device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of an electrolytic cell control method in the electrolytic cell control device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of the electrolytic cell control device according to the second embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an application example of the electrolytic cell control device of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional electrolytic cell control device.
[Explanation of symbols]
1 CPU
2, 42 SEPIC (DC-DC single-ended primary inductance converter)
3 Current smoothing means
4, 5, 43 Low-pass filter
6 ROM
7 RAM
8 Display means
10, 40 electrolytic cell
11, 41 DC-DC converter
12 Potential comparison means
13 Supply current stopping means
14 Electrolytic cell operation delay means
15 Power switch
21 Electrolyte solution tank
22 Electrolyte solution supply pipe
23 pump
24 Anode electrolysis water outlet tube
25 sprayer
26 Cathode electrolysis water outlet tube
27 Waste liquid tank
28 Electrolysis water amount setting section
29 Electrolyzer control device
30 power supply
31 Electrolyte solution
C1-C5, C11-C13 Capacitor
D1, D2, D11 Diode
L1 to L3, L11 inductor
Q1 FET
Q2 to Q4, Q11 Transistor
R1 to R15 resistance

Claims (10)

内部に陽極と陰極を備え、前記両極間に電解質水溶液を供給すると共に、前記両極間に電流を流して前記電解質水溶液を電解する電解槽の制御方法であって、
前記電解槽を定電流制御するための最適な電流値データ、および前記電解槽を定電流制御するための最適な前記電解槽の両極間電位差データを取得する第１の工程と、
前記第１の工程で取得した電流値データに基づき前記電解槽の定電流制御を行う第２の工程と、
前記電解槽の両極間電位差を実測し、この実測値と前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データとを比較し、前記電解槽の障害発生を検出する第３の工程と、
を含むことを特徴とする電解槽制御方法。A method for controlling an electrolytic cell that includes an anode and a cathode therein and supplies an aqueous solution of an electrolyte between the two electrodes, and flows an electric current between the two electrodes to electrolyze the aqueous electrolyte solution,
A first step of obtaining optimal current value data for controlling the electrolytic cell at a constant current, and obtaining an optimum potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell for controlling the electrolytic cell at a constant current;
A second step of performing constant current control of the electrolytic cell based on the current value data obtained in the first step;
A third step of actually measuring the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell, comparing the measured value with the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell obtained in the first step, and detecting the occurrence of a failure in the electrolytic cell; ,
A method for controlling an electrolytic cell, comprising: 前記第３の工程は、
前記電解槽の両極間電位差の実測値が、前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データの最小値を下回った場合には、前記電解槽に短絡状態が発生したことを検出し、
また、前記電解槽の両極間電位差の実測値が、前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データの最大値を上回った場合には、前記電解槽にオープン状態が発生したことを検出することを特徴とする請求項１に記載の電解槽制御方法。The third step includes:
When the measured value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell is lower than the minimum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell obtained in the first step, it is detected that a short circuit state has occurred in the electrolytic cell. And
Further, when the measured value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell exceeds the maximum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic cell obtained in the first step, the open state occurs in the electrolytic cell. The method for controlling an electrolytic cell according to claim 1, wherein 前記電解槽にオープン状態が発生した場合は、前記電解槽の定電流制御を停止した後、前記電解槽の定電圧制御を開始し、
前記電解槽の両極間電位差の実測値が前記第１の工程で取得した前記電解槽の両極間電位差データの最大値以下になった場合に、前記第１の工程で取得した電流値データに基づく前記電解槽の定電流制御を再開することを特徴とする請求項２に記載の電解槽制御方法。When the open state occurs in the electrolytic cell, after stopping the constant current control of the electrolytic cell, start the constant voltage control of the electrolytic cell,
When the actually measured value of the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell is equal to or less than the maximum value of the potential difference data between the electrodes of the electrolytic bath obtained in the first step, based on the current value data obtained in the first step. The electrolytic cell control method according to claim 2, wherein the constant current control of the electrolytic cell is restarted. 内部に陽極と陰極を備え、前記両極間に電解質水溶液を供給すると共に、前記両極間に電流を流して前記電解質水溶液を電解する電解槽の制御装置であって、
前記電解槽に電流を供給するコンバータと、
前記電解槽を流れる電流を検出するための抵抗と、
前記コンバータの動作を制御する矩形波を発振し、かつ、前記電解槽の両極間電位差を測定しこの測定値に基づき前記コンバータを介して前記電解槽の運転を制御するＣＰＵと、
を備えたことを特徴とする電解槽制御装置。An electrolytic cell control device that includes an anode and a cathode therein, and supplies an aqueous electrolyte solution between the two electrodes, and flows an electric current between the two electrodes to electrolyze the aqueous electrolyte solution,
A converter for supplying current to the electrolytic cell,
A resistor for detecting a current flowing through the electrolytic cell,
Oscillating a rectangular wave controlling the operation of the converter, and measuring the potential difference between the electrodes of the electrolytic cell, and controlling the operation of the electrolytic cell through the converter based on the measured value;
An electrolytic cell control device, comprising: 前記コンバータと前記電解槽との間にリプル電流を除去する電流平滑化手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載の電解槽制御装置。The electrolytic cell control device according to claim 4, further comprising a current smoothing means for removing a ripple current between the converter and the electrolytic cell. 内部に陽極と陰極を備え、前記両極間に電解質水溶液を供給すると共に、前記両極間に電流を流して前記電解質水溶液を電解する電解槽の制御装置であって、
前記電解槽に電流を供給する第１のコンバータと、
前記電解槽を流れる電流を検出するための抵抗と、
前記電解槽の両極間電位差を検出する電位比較手段と、
前記第１のコンバータの動作を制御する矩形波を発振し、かつ、前記電位比較手段の検出結果に基づき前記第１のコンバータを介して前記電解槽の運転を制御する第２のコンバータと、
を備えたことを特徴とする電解槽制御装置。An electrolytic cell control device that includes an anode and a cathode therein, and supplies an aqueous electrolyte solution between the two electrodes, and flows an electric current between the two electrodes to electrolyze the aqueous electrolyte solution,
A first converter for supplying a current to the electrolytic cell;
A resistor for detecting a current flowing through the electrolytic cell,
Potential comparing means for detecting a potential difference between the electrodes of the electrolytic cell,
A second converter that oscillates a rectangular wave that controls the operation of the first converter, and controls the operation of the electrolytic cell via the first converter based on a detection result of the potential comparison unit;
An electrolytic cell control device, comprising: 前記電位比較手段は、前記電解槽の両極間電位差が所定領域値から外れた場合に、前記第２のコンバータに対しその動作を停止させる信号を送信することを特徴とする請求項６に記載の電解槽制御装置。The electric potential comparison unit according to claim 6, wherein when the electric potential difference between both electrodes of the electrolytic cell deviates from a predetermined region value, the electric potential comparison unit transmits a signal for stopping the operation to the second converter. Electrolyzer control device. 前記第１のコンバータと前記電解槽との間にリプル電流を除去する電流平滑化手段を設けたことを特徴とする請求項６または７に記載の電解槽制御装置。8. The electrolytic cell control device according to claim 6, wherein a current smoothing unit for removing a ripple current is provided between the first converter and the electrolytic cell. 9. 前記電解槽がオープンの場合に、前記第１のコンバータに供給する電流を停止する供給電流停止手段を備えたことを特徴とする請求項６ないし８の何れかに記載の電解槽制御装置。The electrolytic cell control device according to any one of claims 6 to 8, further comprising a supply current stopping means for stopping a current supplied to the first converter when the electrolytic cell is open. 請求項１ないし３の何れかに記載の電解槽制御方法を実行可能なプログラムが記憶された記憶媒体。A storage medium storing a program capable of executing the electrolytic cell control method according to claim 1.
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CN113403645A (en) * 2021-06-23 2021-09-17 阳光电源股份有限公司 Method and device for determining working state of electrolytic cell and controller

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