JP3602886B2 - 溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、クーリングタワーやボイラ等の循環系の水管を通る水の改質を行う溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、水中にはカルシウムやマグネシウム等の物質が含まれ、これらのカルシウムやマグネシウム等がスケールとして析出し、この析出したスケールが通水管の内壁面に付着成長し、水の流れが悪くなる等、様々な問題が生じる。
【0003】
このようなスケール析出を防止するものとして、図8に示すような電極式水処理装置が提案されている。この装置は、アルミニウム等の筒体1の内部に絶縁性の固定板2を配置し、この固定板2の中心部に炭素棒3を取り付けたもので、筒体1は給水管に介設され、筒体1内を通る水に、アルミニウムと炭素のイオン化傾向の違いを利用してアルミニウムと炭素間に電流を流し、この電流エネルギーにより通水する水を活性化して水の溶解度を増し、スケールの析出を防止しようとするものである。
【0004】
しかしながら、イオン化傾向の違いによって生じる電流は非常に微弱であり、水の活性化の効果の上ではまだ不十分であり、図8に示した装置を長期間使用すると、筒体1と炭素棒3の電極面に汚れや酸化膜が付着し、水の活性化作用が弱められて、水の改質効果が失われてしまうという問題があった。
【0005】
そこで、その問題を解決するために、本出願人は、図4に示すように、ステンレスのハウジング4の内部に一対のステンレス電極5,6を間隔を介して対向配置し、この電極5,6に矩形の極性反転電圧を印加することにより、電極5,6表面に汚れや酸化膜が付き難く、水に十分な活性化エネルギーを与え、スケールの析出を長期に亙って防止することができる電極式水処理装置を提案している。
【0006】
なお、同図において、各電極5,6には棒状の導伝体7が接続固定されており、この導伝体7は図示されていない絶縁部材を介してハウジング4に気密に取り付けられており、各電極5,6の導伝体7が制御装置8に接続され、この制御装置8に形成される極性反転駆動手段によって電極5,6に矩形の極性反転電圧が印加されるようになっている。また、図5には、図4の電極式水処理装置の外観図が示されているが、図4,5に示すように、ハウジング4の両端側には水管等に接続する接続部16が形成されている。
【0007】
図6は制御装置8の回路を示したもので、制御装置8は電圧印加手段として機能する極性反転駆動手段9を有し、この極性反転駆動手段9は電源回路10、矩形パルス発振回路11とを有して構成されている。電源回路10は商用電源の電源電圧を降圧し、必要に応じ直流電圧に変換して電圧を矩形パルス発振回路11に加えるようになっており、矩形パルス発振回路11は、図7に示すような矩形のプラスとマイナスが反転するパルス電圧を作り出し、電極5,6に極性の反転した電圧を印加する。そうすると、電極5,6間に流れる電流は図7に示すように、時間tに対して周期的に変化する矩形のパルス電流となる。
【0008】
この装置によれば、電極5,6間に流れる電流が、図7に示したような矩形状の極性反転パルス電流として与えられるために、対向した電極の極性反転切り換えが瞬間的に急激に行われることにより、スケールが電極の極性反転切り換えにより反転するときの瞬間的な慣性エネルギーにより、スケールの分子と分子の結合が切れることにより、スケールが非常に小さくなって水中に溶けるために、スケールの発生がより効果的に抑制されると考えられており、実際に、この装置を給水管に介設すれば、図8に示した装置を設けたときに比べてスケールの析出防止を長期に亙って防止できることが立証されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クーリングタワーやボイラ等の循環系の水は蒸発等により、水中のスケール成分が濃縮され易いために、スケールの析出速度が速く、図4に示したような電極式水処理装置を設けてもスケールの析出を完全に防止することは難しかった。そのため、例えば、スケールが析出した水管の清掃や交換といった定期的なメンテナンスが必要となり、願わくば、循環系の水が濃縮されたときに循環系内に水を補給してスケールの析出を防止するといったことが必要となるが、循環系内の水の濃縮度が把握できないとメンテナンスや水の補給の時期を把握することが難しく、メンテナンスの時期を把握して対処することは困難であった。
【0010】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、循環系内の水の溶液濃縮度を把握することが可能であり、それにより、水の濃縮度を適切に保つための動作を促すことができる溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は次のように構成されている。すなわち、本第1の発明は、水の補給と補給停止を行う補水制御手段を備えた水の循環系内に間隔を介して電極を対向配置し、この対向配置電極に極性反転電圧を印加する電圧印加手段を設け、前記対向配置電極に極性反転電圧を印加して水中のスケール成分の析出を抑制する電極式水処理装置であって、水の電気伝導度を前記対向配置電極間に流れる電流の電流変化の検出値又は電圧変化の検出値に基いて電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出する溶液濃縮度検出手段を有し、設定濃縮度上限値が与えられており、前記溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度上限値に達したときには濃縮度調整指令信号を出力して前記補水制御手段によって循環系内に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくする信号出力手段を設け、前記対向配置の電極は水中のスケール成分の析出抑制用と水の電気伝導度の検出用との兼用の電極としたことを特徴として構成されている。
【0012】
また、本第2の発明は、水の補給と補給停止を行う補水制御手段を備えた水の循環系内に間隔を介して電極を対向配置し、この対向配置電極に極性反転電圧を印加する電圧印加手段を設け、前記対向配置電極に極性反転電圧を印加して水中のスケール成分の析出を抑制する電極式水処理装置であって、水の電気伝導度を前記対向配置電極間に流れる電流の電流変化の検出値又は電圧変化の検出値に基いて電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出する溶液濃縮度検出手段を有し、設定濃縮度上限値と設定濃縮度下限値とがそれぞれ与えられており、前記溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度上限値に達したときには濃縮度調整指令信号を出力して前記補水制御手段によって循環系内に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくし、前記検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度下限値以下となったときには前記補水制御手段による循環系内への水の補給を停止させる調整停止指令信号を出力する信号出力手段を設け、前記対向配置の電極は水中のスケール成分の析出抑制用と水の電気伝導度の検出用との兼用の電極としたことを特徴として構成されている。
【0013】
さらに、前記循環系は排水手段を有しており、信号出力手段は溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が1回以上の予め設定した設定回数以上となったときには排水指令信号を出力し、前記排水手段によって循環系の水を排水させる構成としたこと、循環系は排水手段を有しており、信号出力手段は溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が1回以上の予め設定した設定回数以上となったときには排水指令信号を出力し、前記排水手段によって循環系の水を排水させた後、前記補水制御手段により循環系内に水を注水することで系内の水を自動交換する構成としたこと、前記信号出力手段によって出力された指令信号を区別報知する報知手段を設けたこと、溶液濃縮度検出手段は対向配置電極間に定電圧を印加したときの電極間に流れる電流変化の検出値又は前記対向配置電極間に定電流を印加したときの電圧変化の検出値に基き水の電気伝導度を電気的に検出する構成としたことも本発明の特徴的な構成とされている。
【0014】
【作用】
上記構成の本発明において、溶液濃縮度検出手段により循環系内の水中のスケール成分の濃縮度が検出され、検出されたスケール成分濃縮度に応じて、水中のスケール成分濃縮度が予め与えられている設定濃縮度上限値に達したときには、信号出力手段により濃縮度調整指令信号が出力されて補水制御手段に加えられ、それにより、補水制御手段によって循環系内に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくすることが行われて、スケールの析出が抑制される。
【0015】
また、本第2の発明においては、検出した前記スケール成分濃縮度が設定濃縮度下限値以下となったときには前記補水制御手段による循環系内への水の補給を停止させる調整停止指令信号が信号出力手段により出力され、前記補水制御手段による循環系内への水の補給が停止される。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明において、図4に示した電極式水処理装置と同一名称部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。本実施例の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置は、図4に示した装置と同様に、ハウジング4、電極5,6、導伝体7、制御装置8を有しており、本実施例の電極式水処理装置は、図2に示すような、循環系としてのクーリングタワーの循環管路38に介設されている。
【0017】
図2に示されるように、クーリングタワーは、循環ポンプ41の働きによって循環管路38を矢印のように循環し、ケーシング33内の散水管34により散水されて下部水槽36側に落ちていく水により、熱交換器35を通る水を冷却するように構成されており、この熱交換器35を通る水は、例えばビル内の各部屋のクーラー等に送られるようになっている。
【0018】
このクーリングタワーには、循環水調整装置15が設けられており、循環水調整装置15には、例えば散水管34から散水されて下部水槽36に水が落ちるときに蒸発したりする水を補給するための、水の補給と補給停止を行う補水制御手段24が設けられており、また、下部水槽36内の水を排水するための排水手段としてのブロー制御手段25が設けられている。
【0019】
補水制御手段24は、必要に応じて、補給水管39に介設されている水補給弁18の開閉を行い、それにより、下部水槽36への水の補給と補給停止を自動的に行うようになっている。ブロー制御手段25は、必要に応じて、循環ポンプ41の停止や排水管40に介設されている排水用ブロー弁19の開閉を行い、それにより、下部水槽36の水の排水を自動的に行うようになっている。
【0020】
図1には、本実施例の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置の制御構成が示されており、本実施例が図4の装置と異なる特徴的なことは、表示装置20を設けたことと、制御装置8内に、水の電気伝導度を電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出する溶液濃縮度検出手段13と、設定濃縮度上限値と設定濃縮度下限値を格納するメモリ部26と、検出したスケール成分濃縮度に応じて、クーリングタワーの循環水調整装置15側と表示装置20側に指令信号を出力する信号出力手段14を設けたことである。
【0021】
溶液濃縮度検出手段13は、極性反転駆動手段9と電極5,6との間に介設されており、極性反転駆動手段9から電極5,6に定電圧を印加したときの電極5,6間に流れる電流を測定し、測定した電流値から水中の電気伝導度を電気的に検出し、それにより水中のスケール成分の濃縮度を検出するものである。
【0022】
ところで、水中のスケール成分濃縮度と水の電気伝導度とは比例することが、本出願人により既に実験等により確認されており、水中のスケール成分濃縮度が大きくなると、水に電流が流れ易くなり、水の電気伝導度も上昇する。言い換えれば、水の電気伝導度が高い状態のときには、水中のスケール成分の濃度も高いと判断され、水の電気伝導度を検出することにより、水中のスケール成分濃度を検出することができる。そして、予め、電気伝導度が何倍になったときにスケール濃度が何倍となるかといった電気伝導度とスケール成分濃縮度との関係を調べておくことにより、水中の電気伝導度の変化から水中のスケール成分濃縮度を検出するとが可能となる。
【0023】
そこで、本実施例の溶液濃縮度検出手段13は、常に水中の電気伝導度を検出して初期の電気伝導度と比較し、それにより水中のスケール成分濃縮度を検出しており、検出結果を信号出力手段14に加える。
【0024】
また、予め、水中のスケール濃縮度がどの値になったときにスケールの析出が発生するかといったスケール成分濃縮度とスケール析出現象との関係を調べておき、このスケール析出時のスケール成分濃縮度を設定濃縮度上限値としてメモリ部26に入力し、水中のスケール濃縮度がどの値以下になれば、スケールの析出はほぼ完全に抑制されるかも調べておき、このときのスケール成分濃縮度を設定濃縮度下限値としてメモリ部26に入力しておく。
【0025】
信号出力手段14は、前記溶液濃縮度検出手段13から加えられるスケール成分濃縮度の値をメモリ部26に予め与えられている設定濃縮度上限値および設定濃縮度下限値と比較し、溶液濃縮度検出手段13から加えられるスケール成分濃縮度の値がメモリ部26に与えられている設定濃縮度上限値に達したときには、濃縮度調整指令信号を出力して循環水調整装置15の補水制御手段24に加え、補水制御手段24の制御によりクーリングタワー内の下部水槽36に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくする。また、前記溶液濃縮度検出手段13から加えられるスケール成分濃縮度の値がメモリ部26に与えられている設定濃縮度下限値以下になったときには、前記補水制御手段24によるクーリングタワー内への水の補給を停止させる調整停止指令信号を出力し、補水制御手段24に加える。
【0026】
また、信号出力手段14は、溶液濃縮度検出手段13により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が1回以上の予め設定した設定回数以上となったときには、排水指令信号を出力し、循環水調整装置15のブロー制御手段25に加える。
【0027】
さらに、信号出力手段14は、以上のような各指令信号(濃縮度調整指令信号、調整停止指令信号、排水指令信号)を循環水調整装置15に加えるときに、同時に、表示装置20にも上記各指令信号を加える。
【0028】
なお、信号出力手段14には図示されていないカウンターが設けられており、溶液濃縮度検出手段13により検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度上限値に達する毎に、この達した回数がカウンターに記憶されるようになっており、このカウンターに記憶されるカウント(回数)が、例えば5回といった予め設定した設定回数以上となったときに排水指令信号が出力されるようになっている。そして、下部水槽36内の水の排水が行われ、その後、下部水槽36に新しい水(補給水)が注水されたときには、前記カウンターに記憶されているカウントはクリアーされ、ゼロに戻されるようになっている。
【0029】
補水制御手段24は、信号出力手段14から加えられる各指令信号を受けて、濃縮度調整指令信号が加えられたときには、水補給弁18を開き、補給水管39から下部水槽36に水を供給することにより、クーリングタワー内に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくする。また、信号出力手段14から調整停止指令信号が加えられたときには、水補給弁18を閉じて補給水管39から下部水槽36への水の補給を停止し、それにより、クーリングタワー内への水の補給を停止する。
【0030】
ブロー制御手段25は、信号出力手段14から加えられる排水指令信号を受けて、まず、循環ポンプ41を停止させ、次に、排水用ブロー弁19を開けて排水管40を介して下部水槽36内の水を排水するものであり、ブロー制御手段25には図示されていないブロータイマが設けられている。このブロータイマには、予め、ブロー制御手段25の制御により下部水槽36の水を排水するために必要な十分な時間が設定されており、排水用ブロー弁19が開くと同時にブロータイマがオンとなり、このブロータイマがオフとなったときに、前記排水用ブロー弁19がブロー制御手段25により自動的に閉じられ、ブロー動作(排水動作)が終了するようになっている。そして、このブロー動作終了時に、ブロー動作終了信号が前記補水制御手段24に加えられる。
【0031】
補水制御手段24は、ブロー制御手段25からブロー動作終了信号が加えられたときには、水補給弁18を開けて、補給水管39から下部水槽36への水の供給を行うようになっており、補水制御手段24には図示されていない注水タイマが設けられている。この注水タイマには、補給水管39から下部水槽36に水の供給を行ったときに、下部水槽36の予め設定された設定水位まで水を供給するために必要な時間が予め設定されており、水補給弁18が開かれたときに注水タイマがオンとなる。また、この注水タイマがオフとなったときに、水補給弁18が補水制御手段24により自動的に閉じられるようになっており、それにより、補給水の注水が終了するようになっている。
【0032】
表示装置20は、信号出力手段14によって出力された指令信号を区別報知する報知手段として機能するものであり、図示されていない希釈動作ランプと排注水動作ランプとを有して構成されている。そして、表示装置20は、信号出力手段14から加えられる各指令信号を受けて、信号出力手段14から濃縮度調整指令信号が出力されたときには、希釈動作ランプを点灯させ、調整停止指令信号が加えられたときに、この希釈動作ランプを消灯する。表示装置20は、このように、希釈動作開始から希釈動作停止までの間、希釈動作ランプを点灯させることにより、循環水調整装置15によりクーリングタワーへの水の補給が行われて水中のスケール成分濃縮度を小さくする動作が行われていることを報知するのである。
【0033】
また、表示装置20は、信号出力手段14から加えられる排水指令信号を受けて、排注水動作ランプを点灯させるようになっており、この排注水動作ランプは、補水制御手段24の制御による補給水の注水が終了したときに、補水制御手段24からの信号を受けて消灯するようになっている。そして、このように、信号出力手段14から排水指令信号が出力されて、下部水槽36内の水のブロー動作が開始され、その後、補給水管39から下部水槽36への補給水注水が終了するまで排注水動作ランプが点灯することにより、下部水槽36の水の排水から下部水槽36への新しい水の注水までの動作が行われていることを報知するようになっている。
【0034】
本実施例は以上のように構成されており、次にその動作について、図3に示すフローチャートおよび図1,2に基づいて説明する。まず、図3のステップ101 で、本実施例の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置30(図2)をオンとすると、本実施例でも、図4に示した電極式水処理装置と同様に、極性反転駆動手段9により電極5,6に極性反転電圧が印加されてスケールの析出が防止されるが、本実施例では、スケールの析出防止と同時に、図3のステップ102 で、溶液濃縮度検出手段13により、電極5,6間に流れる電流の検出が行われ、その電流値の変化により水中の電気伝導度の変化の検出が電気的に行われ、水中のスケール成分濃縮度が検出される。そして、ステップ103 で前記検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達したか否かが判断され、スケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達したときにはステップ104 に進む。
【0035】
ステップ104 では、水中のスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が、5回以上になったか否かを判断し、前記設定濃縮度上限値に達した回数が5回以上となったときにはステップ109 に進み、5回未満のときにはステップ105 に進む。
【0036】
ステップ105 では、信号出力手段14のカウンターを1つ繰り上げ、ステップ106 で、信号出力手段14から補水制御手段24に濃縮度調整指令信号を加え、クーリングタワーにおける下部水槽36の水の希釈動作を開始する。この希釈動作は、補水制御手段24の制御により行われるものであり、水補給弁18が開かれ、補給水管39から下部水槽36に水を供給することが行われる。また、このとき、表示装置20により希釈動作ランプの点灯が行われる。そして、ステップ107 で、信号出力手段14により、前記溶液濃縮度検出手段13により検出される水中のスケール成分濃縮度が、メモリ部26に入力されている設定濃縮度下限値以下となったか否かが判断され、水中のスケール成分濃縮度が設定濃縮度下限値以下となったと判断されるまで、前記下部水槽36への水の補給による希釈動作が続けられる。
【0037】
ステップ107 で、水中のスケール成分濃縮度が設定濃縮度下限値以下となったときには、ステップ108 で、信号出力手段14から調整停止指令信号が出力されて補水制御手段24に加えられ、前記希釈動作は停止される。また、このとき、表示装置20による希釈動作ランプの点灯も停止され、希釈動作ランプは消灯される。そして、以上のような一連の希釈動作終了後には、再びステップ102 に戻り、電極式水処理装置30によるスケール析出防止動作とスケール成分濃縮度検出動作が続けられる。
【0038】
一方、前記ステップ104 で、水中のスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度上限値に達した回数が5回となったと判断され、ステップ109 に進んだときには、信号出力手段14から排水指令信号が出力されてブロー制御手段25に加えられ、ブロー制御手段25の制御により、循環ポンプ41が停止されて水循環動作が停止される。
【0039】
次に、ステップ110 で、ブロー制御手段25により排水用ブロー弁19が開かれ、下部水槽36の水の排水ブロー動作が開始される。なお、このとき、ブロー動作開始と同時にブロータイマがオンとされ、表示装置20による排注水動作ランプの点灯が行われる。そして、ステップ111 でブロータイマの設定時間に達したと判断されるまでブロー動作が続けられ、ステップ111 でブロータイマの設定時間に達したと判断されたときには、ステップ112 で、ブロー制御手段25により排水用ブロー弁19が閉じられ、ブロー動作が停止される。また、このとき、ブロー制御手段25から補水制御手段24にブロー動作終了信号が加えられる。
【0040】
次に、ステップ113 で、補水制御手段24により水補給弁18が開かれて補給水注水動作が開始され、同時に、補水制御手段24内の注水タイマ(図示せず)がオンとされる。そして、ステップ114 で、注水タイマの設定時間に達したことが判断されるまで、前記補給水注水動作が続けられ、ステップ114 で、注水タイマの設定時間に達したと判断されたときには、ステップ115 で、補水制御手段24により水補給弁18が閉じられて補給水注水動作が停止され、このとき、表示装置20の排注水動作ランプが消灯される。
【0041】
次に、ステップ116 で、信号出力手段14のカウンターのカウントがクリアーとされてゼロに戻され、ステップ117 で、循環ポンプ41がオンとされ、循環管路38を介して下部水槽36の水を循環させる水循環動作が開始され、再び、電極式水処理装置30によるスケール析出防止動作とスケール成分濃縮度検出動作が行われる。
【0042】
本実施例によれば、上記溶液濃縮度検出手段13の動作により、電極5,6間に流れる電流値から水中の電気伝導度を電気的に検出することにより、クーリングタワー内のスケール成分濃縮度を検出し、把握することができる。そして、検出したスケール成分濃縮度に応じて、スケール成分濃縮度が予め与えられた設定濃縮度上限値に達したときには、信号出力手段14から、クーリングタワーの循環水調整装置15の補水制御手段24に濃縮度調整指令信号が加えられて、自動的にクーリングタワー内の水中のスケール成分濃縮度が小さくなるように調整が行われるために、水中のスケール成分濃縮度が設定濃縮度よりも大きくなってスケール成分が過剰に濃縮され、それによりスケールが析出することを未然に防ぐことが可能となり、長期に亙ってスケールの析出を抑制することができる。
【0043】
また、前記水中のスケール成分濃縮度を小さくする動作により、スケール成分濃縮度が予め与えられた設定濃縮度下限値以下となったときには、補水制御手段24の制御によって行われる下部水槽36への水の補給動作が自動的に停止されるために、例えば、前記スケール成分濃縮度調整動作終了後に、作業者が水補給弁18を閉じたり、前記信号出力手段14からの濃縮度調整指令信号を解除したりする必要もなく、そのような手間を省略することができる。
【0044】
さらに、本実施例によれば、前記溶液濃縮度検出手段13により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が、予め設定した設定回数(5回)以上となったときには、信号出力手段14からブロー制御手段25に排水指令信号を出力して、下部水槽36の排水が行われ、その後、補給水管39から新しい水が下部水槽36に供給されて水の入れ替えが行われるために、前記希釈動作を延々と繰り返し行ってスケールの析出を抑制するよりも効率的にスケールの析出を抑制することができる。しかも、水の入れ替えは、ブロー制御手段25と補水制御手段24を用いて自動的に行われるために、例えば、人手によって水補給弁18を開閉して補水動作を行ったりする手間を省略することができる。
【0045】
したがって、本実施例によれば、クーリングタワー内にスケールが殆ど析出しないように非常に効率的にスケールの析出を防止することができるために、クーリングタワー内にスケールが析出してそのスケールを取り除くために水管の清掃をしたり、水管の交換を行うといったメンテナンスが殆ど必要なくなり、クーリングタワーやボイラ等の循環系の寿命を長くすることができる。
【0046】
なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、信号出力手段14は溶液濃縮度検出手段13により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が5回となったときに排水指令信号を出力するようにしたが、この回数は5回とは限らず、1回以上の適宜の回数を設定し、この設定回数以上となったときに、信号出力手段14から排水指令信号が出力されるものである。
【0047】
また、上記排水指令信号は、水中のスケール成分濃縮度が設定上限値に1回以上の適宜の回数に達したときに出力するとは限らず、例えば、クーリングタワー等の循環系の運転時間が100 時間に達した毎に出力する等、循環系の運転時間に基づいて出力するようにしてもよい。
【0048】
さらに、上記実施例では、水中のスケール成分濃縮度が予め与えられた設定上限値に達したときに下部水槽36への水の補給動作が開始され、水中のスケール成分濃縮度が予め与えられた設定下限値に達したときに前記水の補給動作が停止されるようにしたが、例えば、設定下限値は与えずに、水補給用タイマ等を設け、水の補給動作開始時にこのタイマを作動させて、水補給用タイマ設定時間に達したときに自動的に水補給動作が停止されるようにしてもよい。
【0049】
さらに、上記実施例では、ブロー制御手段25にブロータイマを設け、このブロータイマをオンとしてからブロータイマ設定時間に達するまでの間、排水動作を動作を行うようにしたが、排水動作は必ずしもブロータイマに従って行われるとは限らず、例えば、下部水槽36の水位を検出する水位センサ等を設けて、この水位センサにより下部水槽36内の水位を検出し、下部水槽36内の水位がゼロとなったときに排水動作を終了するようにしてもよい。
【0050】
さらに、上記実施例では、補水制御手段24に注水タイマを設け、前記排水動作終了後に水補給弁18を開いて、注水タイマがオンとされてからその注水タイマ設定時間に達するまで補給水管39から下部水槽36への補給水注水動作を行うようにしたが、この補給水注水動作は必ずしも注水タイマに従って行われるとは限らず、例えば下部水槽36内の水位を検出する水位センサを設け、この水位センサにより検出される水位が予め設定した設定水位となるまで注水動作を行うようにしてもよい。なお、この水位センサは、電気的に水位を検知するものでも構わないし、電気的に水位を検知する以外の方法で水位を検出する、例えばボールタップやフロートのようなものでも構わず、適宜の水位センサを用いることができる。
【0051】
さらに、上記実施例では、下部水槽36内の水を入れ替えるときに、排水動作により下部水槽36の水を全部排水し、その後、補給水管39から下部水槽36への水の注水を行って下部水槽36の水を自動交換するようにしたが、例えば、排水管40からの排水水量と補給水管39からの補給水量とが等しくなるように設定し、循環ポンプ41を停止させずに、排水動作と補給水注水動作とを同時に行って、溶液濃縮度検出手段13により検出されるスケール成分濃縮度が設定濃縮度下限値となったときに排水動作および補給水注水動作を停止させるようにしても構わない。
【0052】
さらに、上記実施例では、表示装置20に希釈動作ランプと排注水動作ランプとを設け、希釈動作時には希釈動作ランプを点灯し、排水および補給水注水動作時には排注水動作ランプを点灯させることにより、信号出力手段14によって出力された指令信号を区別報知するようにしたが、例えば、排水動作時には排注水動作ランプを点灯させ、補給水注水動作時には排注水動作ランプを点滅させるようにしてもよく、表示装置20による区別報知の仕方は適宜設定されるものである。
【0053】
さらに、表示装置20の代わりに、ブザー等により、信号出力手段14から出力される指令信号を区別報知する報知装置を設けて溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置を構成してもよい。また、表示装置20等の報知装置は省略することもできる。そして、例えば、報知装置が省略されている溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置に外付けの表示装置等を接続しても上記実施例と同様の効果を奏することが可能となる。
【0054】
さらに、上記実施例では、クーリングタワーは、水の補給と補給停止を行う補水制御手段24と、排水手段としてのブロー制御手段25の両方を備えた循環系とし、信号出力手段14は、補水制御手段24側に濃縮度調整指令信号と調整停止指令信号とを加え、ブロー制御手段25側に排水指令信号を加えるようにしたが、信号出力手段14は、例えば、濃縮度調整指令信号と調整停止指令信号のみを出力する構成とし、ブロー制御手段25により排水用ブロー弁19による排水の制御を行うことは省略することもできる。
【0055】
さらに、上記実施例では、電極5,6に電圧を印加する電圧印加手段は、極性反転駆動手段9として電極5,6に矩形の極性反転電圧を印加するように構成したが、電圧印加手段は必ずしも矩形の極性反転電圧を印加する極性反転駆動手段9とするとは限らず、矩形以外の極性反転電圧を印加する電圧印加手段としても構わない。
【0056】
さらに、上記実施例では、電極5,6に印加する電圧を定電圧とし、溶液濃縮度検出手段13により電極5,6間に流れる電流値の変化を検出して水の電気伝導度を電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出したが、電極5,6間に印加する電圧を定電圧とする代わりに、電極5,6間に流す電流の値を一定とし、そのときの電圧の変化を検出することにより水の電気伝導度を電気的に検出して水中のスケール成分濃縮度を検出するようにしても構わない。
【0057】
さらに、上記実施例では、溶液濃縮度検出手段13は、極性反転駆動手段9と電極5,6との間に介設したが、溶液濃縮度検出手段13は、図1〜3の破線部分23に示すように、電源回路10と矩形パルス発振回路11との間に介設し、矩形パルス発振回路11の消費電力(電流)を測定することにより水の電気伝導度を測定するようにしても構わない。
【0058】
さらに、上記実施例では、本実施例の装置をクーリングタワーの循環管路38に介設する使用例で説明したが、本実施例の装置は水の改質が要求される様々な用途に使用できるものであり、例えば、ボイラ等の他の循環系に設けてもよく、また、各種のタンク内等に装着し、タンク内の水の改質を行うことができる。このように、水が収容されるタンク等に浸漬して使用する場合等には、図4の点線部分12に示すように、ハウジング4に流通孔12を設け、電極配置領域に水を流通し易くする構成にしたりして、ハウジング4の形態を任意に可変設計できる。
【0059】
さらに、上記実施例では電源回路10に商用電源を接続したが、例えば、商用電源の代わりに電池を電源として用いてもよい。
【0060】
さらに、本実施例では電極5,6とハウジング4はステンレスを用いて形成したが、これら電極5,6およびハウジング4の材料はステンレスに限定されるものではなく、他の材料を用いて構成することができる。これらハウジング4および電極5,6は水回り部分に使用されているので、水に対する耐蝕性を備えた材料により構成することが望ましい。
【0061】
さらに、上記実施例では、電極5,6はハウジング4内に設けたが、電極5,6は必ずしもハウジング4内に設けるとは限らず、ハウジング4を省略し、電極5,6を直接クーリングタワー等の水管等に対向配置しても構わない。ただし、上記実施例のように、ハウジング4内に電極5,6を対向配置して溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置をユニット化すれば、この装置をクーリングタワー等の循環系に設けるときに、装置の取り付けをより容易とすることができる。
【0062】
【発明の効果】
本発明によれば、電極に電圧を印加して水中のスケール成分の析出を抑制することができると共に、水の電気伝導度を電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出することが可能となり、水中のスケール成分濃縮度を把握することができる。そして、検出したスケール成分濃縮度に対応して、水中のスケール成分濃縮度が予め与えられている設定濃縮度上限値に達したときには、濃縮度調整指令信号を出力して、循環系の補水制御手段によって循環系内に水を補給してスケール成分濃縮度を小さくするために、それにより、スケールの析出を抑制し、クーリングタワーやボイラ等の循環系の寿命を長くすることが可能となり、水管の清掃や交換といったメンテナンスの手間を省くことが可能となる。そして、さらには、これらのメンテナンスを行う必要が殆どないためにボイラ等の循環系の稼動率を向上させることもできる。
【0063】
また、本発明によれば、前記水中のスケール成分濃縮度が予め与えられている設定濃縮度下限値以下になったときには、前記補水制御手段による循環系内への水の補給を停止させるようにする等して、循環系内への水の補給動作およびその補給動作の停止を自動的に行うことにより、例えば、作業者が前記検出したスケール成分濃縮度に対応して循環系内への水の補給動作やその補給動作の停止を行うのと異なり、前記水の補給動作および補給停止動作に手間がかかるようなことを防ぐことができる。
【0064】
さらに、循環系は排水手段を有しており、信号出力手段は溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が1回以上の予め設定した設定回数以上となったときには排水指令信号を出力し、前記排水手段によって循環系の水を排水させる構成とした本発明によれば、スケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が予め設定した設定回数以上となったときに循環系の水を排水させて、その後、前記補水制御手段等を用いて注水する等して循環系内の水を交換することにより、前記濃縮度調整指令信号および調整停止指令信号に対応して、補水制御手段による循環系内への水の補給および補給停止を繰り返して行うだけで、水中のスケール成分濃縮度を小さくする動作を行うよりも、より効率的に循環系内の水中のスケール成分濃縮度の調整動作を行うことできる。
【0065】
さらに、信号出力手段によって出力された指令信号を区別報知する報知手段を設けた本発明によれば、報知手段による区別報知により、循環系を利用する人が、循環系内の水中のスケール成分濃縮度が、例えば設定濃縮度上限値に達しているかや設定濃縮度下限値以下となっているかといった大凡の濃縮度を知ることが可能となり、また、例えば、水中のスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達しているときに、循環系内への水の補給動作が行われていること等も知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置の一実施例の要部構成を示すブロック図である。
【図2】上記実施例の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置をクーリングタワーに設けた構成例を示す説明図である。
【図3】上記実施例の溶液濃縮度調整動作を示すフローチャートである。
【図4】本出願人が以前に提案している電極式水処理装置の一例を示す断面構成説明図である。
【図5】図4の電極式水処理装置の外観説明図である。
【図6】本出願人が以前に提案している電極式水処理装置の制御装置を示すブロック説明図である。
【図7】図6の極性反転駆動手段9により発生する矩形の極性反転電圧波形を示す説明図である。
【図8】従来の電極式水処置装置の説明図である。
【符号の説明】
5,6 電極
8 制御装置
13 溶液濃縮度検出手段
14 信号出力手段
15 循環水調整装置
20 表示装置
26 メモリ部
Claims (6)
- 水の補給と補給停止を行う補水制御手段を備えた水の循環系内に間隔を介して電極を対向配置し、この対向配置電極に極性反転電圧を印加する電圧印加手段を設け、前記対向配置電極に極性反転電圧を印加して水中のスケール成分の析出を抑制する電極式水処理装置であって、水の電気伝導度を前記対向配置電極間に流れる電流の電流変化の検出値又は電圧変化の検出値に基いて電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出する溶液濃縮度検出手段を有し、設定濃縮度上限値が与えられており、前記溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度上限値に達したときには濃縮度調整指令信号を出力して前記補水制御手段によって循環系内に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくする信号出力手段を設け、前記対向配置の電極は水中のスケール成分の析出抑制用と水の電気伝導度の検出用との兼用の電極としたことを特徴とする溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置。
- 水の補給と補給停止を行う補水制御手段を備えた水の循環系内に間隔を介して電極を対向配置し、この対向配置電極に極性反転電圧を印加する電圧印加手段を設け、前記対向配置電極に極性反転電圧を印加して水中のスケール成分の析出を抑制する電極式水処理装置であって、水の電気伝導度を前記対向配置電極間に流れる電流の電流変化の検出値又は電圧変化の検出値に基いて電気的に検出することにより水中のスケール成分濃縮度を検出する溶液濃縮度検出手段を有し、設定濃縮度上限値と設定濃縮度下限値とがそれぞれ与えられており、前記溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度上限値に達したときには濃縮度調整指令信号を出力して前記補水制御手段によって循環系内に水を補給して水中のスケール成分濃縮度を小さくし、前記検出したスケール成分濃縮度が前記設定濃縮度下限値以下となったときには前記補水制御手段による循環系内への水の補給を停止させる調整停止指令信号を出力する信号出力手段を設け、前記対向配置の電極は水中のスケール成分の析出抑制用と水の電気伝導度の検出用との兼用の電極としたことを特徴とする溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置。
- 循環系は排水手段を有しており、信号出力手段は溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が1回以上の予め設定した設定回数以上となったときには排水指令信号を出力し、前記排水手段によって循環系の水を排水させる構成としたことを特徴とする請求項1記載の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置。
- 循環系は排水手段を有しており、信号出力手段は溶液濃縮度検出手段により検出したスケール成分濃縮度が設定濃縮度上限値に達した回数が1回以上の予め設定した設定回数以上となったときには排水指令信号を出力し、前記排水手段によって循環系の水を排水させた後、補水制御手段により循環系内に水を注水することで系内の水を自動交換する構成としたことを特徴とする請求項1記載の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置。
- 信号出力手段によって出力された指令信号を区別報知する報知手段を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置。
- 溶液濃縮度検出手段は対向配置電極間に定電圧を印加したときの電極間に流れる電流変化の検出値又は前記対向配置電極間に定電流を印加したときの電圧変化の検出値に基き水の電気伝導度を電気的に検出する構成としたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1つに記載の溶液濃縮度検出機能付電極式水処理装置。
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