JP5865643B2 - Oxygen reduction unit, oxygen reduction control system and refrigerator - Google Patents
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Description
減酸素ユニット、減酸素制御システム及び冷蔵庫に関する。 The present invention relates to an oxygen reduction unit, an oxygen reduction control system, and a refrigerator.
酸素濃度を低減することで食品の保存性を高める方法として、固体高分子膜を使った減酸素装置が提案されている。この手法は固体高分子膜にアノードとカソードを設け、アノードから発生した水素とカソード側空間に存在する酸素とを前記カソードにて触媒燃焼し、カソード側空間の酸素濃度を低減させることを特徴とする。ここで、カソード側空間の酸素濃度を制御するため、酸素濃度を計測する酸素濃度センサを備えたものが知られている。酸素センサは比較的高価であるため、コストの増加が懸念されている。 As a method for improving the storage stability of food by reducing the oxygen concentration, an oxygen reduction device using a solid polymer membrane has been proposed. This method is characterized in that an anode and a cathode are provided on a solid polymer membrane, and hydrogen generated from the anode and oxygen existing in the cathode side space are catalytically burned at the cathode, thereby reducing the oxygen concentration in the cathode side space. To do. Here, in order to control the oxygen concentration in the cathode side space, a device having an oxygen concentration sensor for measuring the oxygen concentration is known. Since the oxygen sensor is relatively expensive, there is a concern about an increase in cost.
また、酸素センサが不要な形態も知られているが、これは電流の積算値を元に酸素濃度を見積もっているのであって、庫内の容積量（絶対値）や酸素濃度の初期条件の変化に対応して動作することができない。つまり、電極での反応の変化を測定し、庫内の条件や装置などに変化が生じても所定の酸素濃度になるよう動作する減酸素装置やシステムは知られていない。 There is also a known form that does not require an oxygen sensor. This is because the oxygen concentration is estimated based on the integrated value of the current, and the initial volume condition (absolute value) and the initial oxygen concentration conditions Inability to operate in response to changes. That is, there is no known oxygen reduction device or system that measures changes in the reaction at the electrode and operates to achieve a predetermined oxygen concentration even if the conditions or devices in the chamber change.
実施形態は、所定の酸素濃度になるよう動作する減酸素ユニット、減酸素制御システムおよび減酸素ユニットを備えた冷蔵庫を提供することを目的とする。 An object of the embodiment is to provide a refrigerator including an oxygen reduction unit, an oxygen reduction control system, and an oxygen reduction unit that operate to have a predetermined oxygen concentration.
実施形態にかかる減酸素ユニットは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードに挟持された電解質膜と、を有する減酸素素子と、前記減酸素素子へ電圧を印加する電圧印加手段と、前記減酸素素子の電流を計測する電流計測手段と、前記電流計測手段で得られた第一の電流値に対し、予め定められた時間経過後に前記電流計測手段で得られた第二の電流値とから算出される電流変化速度、に基づき、前記電圧印加手段が減酸素素子へ印加する電圧量を制御する制御部と、を有することを特徴とする。 An oxygen reduction unit according to an embodiment includes an oxygen reduction element having an anode, a cathode, and an electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode, a voltage application unit that applies a voltage to the oxygen reduction element, A current measuring means for measuring the current of the oxygen reducing element; a first current value obtained by the current measuring means; a second current value obtained by the current measuring means after elapse of a predetermined time; And a control unit that controls the amount of voltage applied to the oxygen reduction element by the voltage application unit based on the current change rate calculated from the equation (1).
以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る減酸素ユニットを説明する。 Hereinafter, an oxygen reduction unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary.
第１の実施形態の減酸素ユニットは、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードに挟持された電解質膜と、を有する減酸素素子と、前記減酸素素子へ電圧を印加する電圧印加手段と、前記減酸素素子の電流を計測する電流計測手段と、前記電流計測手段で得られた第一の電流値に対し予め定められた時間経過後に前記電流計測手段で得られた第二の電流値とから算出される電流変化速度、に基づき、前記電圧印加手段が減酸素素子へ印加する電圧量を制御する制御部と、を有することを特徴とする。また、実施形態の減酸素制御システムは、実施形態の減酸素ユニットと同様の構成を有し、減酸素ユニットの電流計測手段で得られた第一の電流値と、予め定められた時間経過後に前記電流計測手段で得られた第二の電流値と、前記予め定められた時間とから算出される電流変化速度、に基づき電圧印加手段が減酸素素子へ印加する電圧量を制御することを特徴とする。また、実施形態の冷蔵庫は、減酸素ユニット又は減酸素制御システムを有することを特徴とする。 The oxygen reduction unit of the first embodiment includes an oxygen reduction element having an anode, a cathode, an electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode, and a voltage application unit that applies a voltage to the oxygen reduction element. Current measuring means for measuring the current of the oxygen reducing element; and second current value obtained by the current measuring means after elapse of a predetermined time with respect to the first current value obtained by the current measuring means And a control unit that controls the amount of voltage applied to the oxygen reduction element by the voltage application means based on the current change rate calculated from the above. Further, the oxygen reduction control system of the embodiment has the same configuration as that of the oxygen reduction unit of the embodiment, and the first current value obtained by the current measurement means of the oxygen reduction unit and after a predetermined time has elapsed. The voltage application means controls the amount of voltage applied to the oxygen reduction element based on the current change rate calculated from the second current value obtained by the current measurement means and the predetermined time. And Moreover, the refrigerator of embodiment has an oxygen reduction unit or an oxygen reduction control system, It is characterized by the above-mentioned.
実施形態の減酸素ユニットや減酸素制御システムにおいて、前記制御部は、前記電流変化速度が予め定められた値よりも小さい場合、前記電圧印加手段の前記減酸素素子への電圧の印加を停止させることを特徴とする。 In the oxygen reduction unit or the oxygen reduction control system of the embodiment, the control unit stops application of voltage to the oxygen reduction element of the voltage application unit when the current change rate is smaller than a predetermined value. It is characterized by that.
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施形態の減酸素ユニットを備えた容器の構成について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る減酸素ユニット１を備えた容器の構成を示している。減酸素ユニット１は、アノード２と、カソード３と、前記アノード２とカソード３に狭まれた電解質膜４と、アノード集電板６と、カソード集電板７と、電圧印加手段９と、電流測定手段８と、アノードガスケット１０と、カソードガスケット１１と、制御部１６からら少なくとも構成される。減酸素ユニット１は、開閉扉１３を備えた減酸素庫（食品収納容器）１２に備えられている。減酸素ユニット１のカソード３側が減酸素の反応を行うため、減酸素庫１２の側壁の一部になるように備えられている。一方、減酸素ユニット１のアノード２側はカソード３側を逆の反応を行う。そこで、カソード３は減酸素庫１２内に含まれず、減酸素庫１２の側壁の一部を構成しない。
(First embodiment)
First, the structure of the container provided with the oxygen reduction unit of 1st Embodiment is demonstrated.
FIG. 1 shows the configuration of a container provided with an oxygen reduction unit 1 according to the first embodiment. The oxygen reduction unit 1 includes an anode 2, a cathode 3, an electrolyte membrane 4 narrowed between the anode 2 and the cathode 3, an anode current collector plate 6, a cathode current collector plate 7, a voltage application means 9, a current The measuring unit 8, the anode gasket 10, the cathode gasket 11, and the control unit 16 are at least configured. The oxygen reduction unit 1 is provided in an oxygen reduction cabinet (food storage container) 12 having an open / close door 13. Since the cathode 3 side of the oxygen reduction unit 1 performs the oxygen reduction reaction, the oxygen reduction unit 1 is provided so as to be a part of the side wall of the oxygen reduction chamber 12. On the other hand, the anode 2 side of the oxygen reduction unit 1 performs the reverse reaction of the cathode 3 side. Therefore, the cathode 3 is not included in the oxygen reduction chamber 12 and does not constitute a part of the side wall of the oxygen reduction chamber 12.
ここで、アノード２は、例えば白金触媒、酸化ルテニウムや、酸化イリジウムを含む材料で構成され、カソード３は、例えば白金触媒を含む材料で構成される。アノード２、カソード３ともに、前記材料に他の材料を混入させても良く、例えばチタンメッシュを支持体として混入させても良いし、例示しない他の好適な材料を用いることができる。 Here, the anode 2 is made of a material containing, for example, a platinum catalyst, ruthenium oxide or iridium oxide, and the cathode 3 is made of a material containing, for example, a platinum catalyst. Both the anode 2 and the cathode 3 may be mixed with other materials, for example, a titanium mesh may be mixed as a support, or other suitable materials not illustrated can be used.
電解質膜４は、プロトン導電性を有する膜であり、例えばナフィオン（デュポン社、登録商標）を用いることができる。 The electrolyte membrane 4 is a membrane having proton conductivity, and for example, Nafion (DuPont, registered trademark) can be used.
アノード集電板６とカソード集電板７は、例えばチタンやステンレス等を用いることができる。 For the anode current collector plate 6 and the cathode current collector plate 7, for example, titanium, stainless steel, or the like can be used.
アノード集電板６は、アノード２の側面に備えられ、アノード２と接する範囲内に図示しないアノード開口部を有する。アノード集電板６はアノード２と電圧印加手段９に電気的に導通している。アノード２に水を供給するために、アノード開口部には水供給手段１４が配置されていることが好ましい。水供給手段１４が配置されていることで、アノード２での反応に必要な水がアノード２において不足することを防ぐことができる。水供給手段１４は、スポンジなどの多孔体で吸水性に優れる材料が好ましい。 The anode current collector plate 6 is provided on a side surface of the anode 2 and has an anode opening (not shown) in a range in contact with the anode 2. The anode current collector plate 6 is electrically connected to the anode 2 and the voltage applying means 9. In order to supply water to the anode 2, it is preferable that water supply means 14 is disposed in the anode opening. By disposing the water supply means 14, it is possible to prevent a shortage of water necessary for the reaction at the anode 2 at the anode 2. The water supply means 14 is preferably made of a porous material such as sponge and having excellent water absorption.
カソード集電板７は、カソード３の側面に備えられ、カソード３と接する範囲内にカソード開口部１５を有する。カソード集電板７は、カソード３と電圧印加手段９に電気的に導通している。水供給手段１４を用いる場合、カソード集電板７の一部が、水供給手段１４と接続される。カソード開口部１５は、カソード３に空気（酸素）を供給するように開口している。また、カソード開口部１５は、カソード３で生成した水がカソード３から水供給手段１４に移動し易くするために、例えば、重力方向に傾斜していることが好ましい。 The cathode current collector plate 7 is provided on the side surface of the cathode 3 and has a cathode opening 15 in a range in contact with the cathode 3. The cathode current collector plate 7 is electrically connected to the cathode 3 and the voltage applying means 9. When the water supply unit 14 is used, a part of the cathode current collector plate 7 is connected to the water supply unit 14. The cathode opening 15 is opened to supply air (oxygen) to the cathode 3. In addition, the cathode opening 15 is preferably inclined in the direction of gravity, for example, in order to facilitate movement of water generated at the cathode 3 from the cathode 3 to the water supply means 14.
水供給手段１４は、一方の面がカソード集電板７の一部と接続され、他方の面がアノード２と接続されている。カソード３での反応で生成した水は水供給手段１４を通してアノード２に供給される。 The water supply means 14 has one surface connected to a part of the cathode current collector plate 7 and the other surface connected to the anode 2. Water produced by the reaction at the cathode 3 is supplied to the anode 2 through the water supply means 14.
電流計測手段８は、アノード２とカソード３の間を流れる電流を計測できる位置に備えられていればよい。例えば、図１の様に、電流計測手段８は、電圧印加手段９とアノード集電板６の間に備えられる。 The current measuring means 8 only needs to be provided at a position where the current flowing between the anode 2 and the cathode 3 can be measured. For example, as shown in FIG. 1, the current measuring unit 8 is provided between the voltage applying unit 9 and the anode current collector plate 6.
電圧印加手段９は、前記アノード集電板６とカソード集電板７間に、設定電圧ＶＳＥＴの電圧を印加する。 The voltage application means 9 applies a set voltage V SET between the anode current collector plate 6 and the cathode current collector plate 7.
減酸素庫１２は、密閉可能な容器が好ましい。開閉扉１３や開閉可能な通気孔を備えることで、減酸素反応に伴う圧力低下を緩和してもよい。減酸素庫１２は具体的な例として図２の概念図に示す冷蔵庫２４の野菜室２３が挙げられる。野菜室２３を減酸素状態にすることで、庫内に保存した野菜の鮮度の低下を遅くすることができることが好ましい。実施形態には、このような野菜室２４を有する冷蔵庫２３も含まれる。 The oxygen reduction cabinet 12 is preferably a container that can be sealed. By providing the openable / closable door 13 and an openable / closable vent hole, the pressure drop associated with the oxygen-reducing reaction may be alleviated. As a specific example, the oxygen reduction cabinet 12 includes a vegetable compartment 23 of a refrigerator 24 shown in the conceptual diagram of FIG. It is preferable that the fall of the freshness of the vegetable preserve | saved in the store | warehouse | chamber can be slowed by making the vegetable compartment 23 into an oxygen-reduced state. The embodiment also includes a refrigerator 23 having such a vegetable room 24.
次に、制御部１９表示部２１と操作部２２の概要とその機能について説明する。
制御部１６の構成は図１の概念図に示すように、例えば、電流測定手段コントローラ１７、電圧印加手段コントローラ１８、演算部１９とメモリ（記憶装置）２０を含む。制御部１６や演算部１９は、単一の又は複数のＩＣを含み、ソフトウェア又はハードウェアによって演算処理をし、さらに、他の構成を制御する。必要に応じて、減酸素庫１２の減酸素状態等を表示する表示部２１と減酸素ユニット１の動作を制御する操作部２２を制御部１６に接続してもよい。なお、図１の制御部１６の構成は実施形態の減酸素ユニット１の動作を説明するために便宜的に用いたものである。従って、実施形態と同様の減酸素ユニット１の動作ができるものであれば、制御部１６の構成は任意のものを採用することができる。
Next, the outline | summary and function of the control part 19 display part 21 and the operation part 22 are demonstrated.
As shown in the conceptual diagram of FIG. 1, the configuration of the control unit 16 includes, for example, a current measurement unit controller 17, a voltage application unit controller 18, a calculation unit 19, and a memory (storage device) 20. The control unit 16 and the calculation unit 19 include a single or a plurality of ICs, perform calculation processing by software or hardware, and further control other configurations. If necessary, a display unit 21 that displays the oxygen reduction state of the oxygen reduction chamber 12 and an operation unit 22 that controls the operation of the oxygen reduction unit 1 may be connected to the control unit 16. The configuration of the control unit 16 in FIG. 1 is used for convenience in order to explain the operation of the oxygen reduction unit 1 of the embodiment. Therefore, as long as the operation of the oxygen reduction unit 1 similar to that of the embodiment can be performed, any configuration of the control unit 16 can be adopted.
電流計測手段コントローラ１７は、例えばメモリ２０から読み込んだ測定時間間隔条件に基づき電流計測手段８を動作させる。電流計測手段８で計測して得られた電流値をメモリ２０に転送する。 The current measuring means controller 17 operates the current measuring means 8 based on the measurement time interval condition read from the memory 20, for example. The current value measured by the current measuring means 8 is transferred to the memory 20.
電圧印加手段コントローラ１８は、実施形態の制御アルゴリズムに基づいて電圧印加のオン／オフと印加電圧値を制御する。減酸素ユニット１を動作させる場合、電圧印加手段コントローラ１８は、メモリ２０に記憶されたＶＳＥＴ値を読み出して、電圧印加手段９にＶＳＥＴ値を設定し電圧印加手段９を制御する。演算部１９による演算結果やユーザーからの操作によって、ＶＳＥＴは電圧上限値から電圧下限値の間で変えることができる。 The voltage application means controller 18 controls on / off of voltage application and an applied voltage value based on the control algorithm of the embodiment. When operating the oxygen reduction unit 1, the voltage application unit controller 18 reads the V SET value stored in the memory 20, sets the V SET value in the voltage application unit 9, and controls the voltage application unit 9. V SET can be changed between the voltage upper limit value and the voltage lower limit value according to the calculation result by the calculation unit 19 and the operation from the user.
電流計測手段８、電圧印加手段９、電流計測手段コントローラ１７と電圧印加手段コントローラ１８は必要に応じて、ノイズフィルタ、信号増幅やＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換又はＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換等の機能を備えてもよいし、演算部１９等の他の構成によってこれらの機能を追加してもよい。 The current measuring means 8, the voltage applying means 9, the current measuring means controller 17 and the voltage applying means controller 18 are provided with a noise filter, signal amplification, A / D (analog / digital) conversion or D / A (digital / analog) as required. ) Functions such as conversion may be provided, or these functions may be added by another configuration such as the arithmetic unit 19.
メモリ２０は、必要に応じて、測定日時、ＶＳＥＴ、測定時間間隔（Δｔ、Δｔ’）、電流値、電流変化速度、電流変化速度下限値、電流変化速度上限値、電流上限値、電圧上限値、ＶＳＥＴと減酸素庫空隙容積に対応する電流変化速度下限値テーブルを記憶することができる。また、操作部２２を介しての操作や演算部１９における演算結果に応じてデータを追加又は書き換えることができる。上記メモリ２０に記憶されたデータは、電流計測手段コントローラ１７、電圧印加手段コントローラ１８、演算部１９と表示部２１が読み出すことができる。 The memory 20 stores the measurement date and time, V SET , measurement time interval (Δt, Δt ′), current value, current change rate, current change rate lower limit value, current change rate upper limit value, current upper limit value, voltage upper limit as necessary. It is possible to store a current change rate lower limit value table corresponding to the value, V SET, and the oxygen storage space volume. Further, data can be added or rewritten according to the operation through the operation unit 22 or the calculation result in the calculation unit 19. The data stored in the memory 20 can be read out by the current measuring means controller 17, the voltage applying means controller 18, the calculating section 19 and the display section 21.
ユーザーへの報知手段としての、表示部２１は、ＬＥＤ、ＬＣＤ、有機ＥＬなどの表示装置が挙げられる。表示部２１は減酸素ユニット１の動作状態、減酸素庫１２内の酸素濃度、アノード３への水供給の状態等の情報をユーザー等に表示することができる。表示部２１は省略してもよい。表示部２１の代わりにスピーカーによって音声を出力することによって、減酸素ユニットの状態をユーザー等に通知してもよい。報知手段は表示部２１と音声による通知を併用してもよい。 Examples of the display unit 21 serving as a notification means to the user include display devices such as LEDs, LCDs, and organic ELs. The display unit 21 can display information such as the operating state of the oxygen reduction unit 1, the oxygen concentration in the oxygen reduction chamber 12, and the state of water supply to the anode 3 to the user and the like. The display unit 21 may be omitted. The state of the oxygen reduction unit may be notified to the user or the like by outputting sound through a speaker instead of the display unit 21. The notification means may use both the display unit 21 and voice notification.
操作部２２は、減酸素ユニットの動作のオン／オフ、ＶＳＥＴ等の設定値を変更するための操作スイッチなどである。操作部２２は省略してもよい。 The operation unit 22 is an operation switch or the like for changing the set value such as ON / OFF of the operation of the oxygen reduction unit and V SET . The operation unit 22 may be omitted.
制御部１６、表示部２１や操作部２２は、冷蔵庫等の装置の制御システムやネットワーク家電制御システム等の他の装置と接続したりこれらのシステムに組み込まれていたりしてもよい。 The control part 16, the display part 21, and the operation part 22 may be connected with other apparatuses, such as a control system of apparatuses, such as a refrigerator, and a network household appliance control system, or may be integrated in these systems.
次に、本実施の形態における減酸素ユニットの運転方法（制御システム）について説明する。
制御部１６から電圧印加手段９に電圧印加の命令が出されて電圧ＶＳＥＴが印加されると、アノード２では式（１）の反応によって水が電気分解され、プロトンと酸素が生成する。
Next, an operation method (control system) of the oxygen reduction unit in the present embodiment will be described.
When a voltage application command is issued from the control unit 16 to the voltage application means 9 and the voltage V SET is applied, water is electrolyzed at the anode 2 by the reaction of the formula (1) to generate protons and oxygen.
式（１）で生成したプロトンは、電解質膜４を通してカソード３に運ばれる。そして、カソード３にて式（２）の反応によって、プロトンは酸素を還元し、水を生成する。 Protons generated by the formula (1) are carried to the cathode 3 through the electrolyte membrane 4. Then, the proton reduces oxygen by the reaction of the formula (2) at the cathode 3 to generate water.
よって、減酸素庫内の酸素が消費され、反応の進行とともに減酸素庫内の酸素濃度は低下する。そして、減酸素容器内の酸素濃度が低下し、酸素不足が起こった場合、カソード３では式（２）の反応は起こらず、代わりに式（３）の反応によって、水素が発生する。 Therefore, oxygen in the oxygen-reducing chamber is consumed, and the oxygen concentration in the oxygen-reducing chamber decreases as the reaction proceeds. When the oxygen concentration in the oxygen reduction container decreases and oxygen shortage occurs, the reaction of the formula (2) does not occur at the cathode 3, and hydrogen is generated by the reaction of the formula (3) instead.
そこで、本実施の形態の発明では、式（３）の水素発生が起こらない条件で酸素濃度を低減させるよう、制御部１６で電圧印加を制御することを特徴とする。
図３に、第１の実施形態の制御部１６の制御アルゴリズムを示す。
Therefore, the invention of the present embodiment is characterized in that the voltage application is controlled by the control unit 16 so as to reduce the oxygen concentration under the condition where hydrogen generation does not occur in Expression (3).
FIG. 3 shows a control algorithm of the control unit 16 of the first embodiment.
ステップＳ０１にて運転開始がなされると、制御部１６内の電圧印加手段コントローラ１８は、電圧印加手段９の設定電圧がＶ＝ＶＳＥＴとなるよう、電圧印加信号を与える（ステップＳ０２）。これにより、式（１）、式（２）の反応が開始される When the operation is started in step S01, the voltage application unit controller 18 in the control unit 16 gives a voltage application signal so that the set voltage of the voltage application unit 9 becomes V = V SET (step S02). Thereby, reaction of Formula (1) and Formula (2) is started.
次に、ステップＳ０３にて電流測定手段コントローラ１７は、電流計測手段を動作させて第一の電流値Ｉ１を計測する。計測した第一の電流値Ｉ１をメモリ２０に記憶する。電流値は、任意の計測時間長さの電流値の平均値あるいは計測中の任意のタイミングにおける電流値である。電流値の平均値の求め方は、メモリ２０に記憶された電流値と任意の計測時間を読み出して演算部１９で算出すればよい。 Next, current measurement unit controller 17 at step S03 measures the first current value I 1 by operating the current measuring means. The measured first current value I 1 is stored in the memory 20. The current value is an average value of current values for an arbitrary measurement time length or a current value at an arbitrary timing during measurement. The average value of the current values may be calculated by reading the current value stored in the memory 20 and an arbitrary measurement time and calculating it by the calculation unit 19.
ステップＳ０３から予め定められた測定時間間隔が経過した後、ステップＳ０４にて、第一の電流値Ｉ１と同様に第二の電流値Ｉ２を計測する。予め定められた測定時間間隔はメモリ２０から読み出す。計測した第二の電流値Ｉ２をメモリ２０に記憶する。第二の電流値Ｉ２は第一の電流値Ｉ１と同じ基準で定義される。 After measuring predetermined time interval from the step S03 has elapsed, at step S04, to measure a second current value I 2 in the same manner as the first current value I 1. A predetermined measurement time interval is read from the memory 20. The measured second current value I 2 is stored in the memory 20. The second current value I 2 is defined on the same basis as the first current value I 1.
ステップＳ０３とＳ０４から得られた電流値Ｉ１とＩ２と測定時間間隔：Δｔをメモリ２０から読み出して演算部１９で式（４）を用いてｄＩ／ｄｔ求める。 The current values I 1 and I 2 obtained from steps S 03 and S 04 and the measurement time interval: Δt are read from the memory 20, and dI / dt is obtained by the calculation unit 19 using equation (4).
設定電圧ＶＳＥＴ一定にて運転開始した場合の、減酸素庫１２内の酸素濃度と電流値の経時変化の実測結果についてそれぞれ、図４、図５、図６のグラフに示す。
設定電圧はＶＳＥＴ＝１．４５Ｖ、密閉された減酸素庫容積１１Ｌ、開始時酸素濃度２１％、環境温度２５℃の条件にて酸素濃度センサを用いて、実測を行った。図４より、時間の経過とともに、酸素濃度は減少するが、時間あたりの酸素減少量は経時的に減少していることが確認された。図５より、これと同時に、電流値は経時的に減少するが、単位時間あたりの電流減少量は、酸素濃度の低下とともに減少することが確認された。図６に、電流Ｉ１とＩ２の間の予め定められた時間Δｔを３０分に設定した時の、電流変化速度と酸素濃度の関係を示す。酸素濃度は、Ｉ１とＩ２の間の平均酸素濃度を代表した。
なお、計測時間は第一に電流地を測定する時間Ｔ１および第二の測定値を測定する時間Ｔ２における瞬時の測定値or電流Ｉ１とＩ２の差が得られる条件であれば１分程度の平均でも可能である。一方、計測時間間隔（Δｔ）は、あまり間隔が短いと誤差が大きくなるため３０分程度の長い時間が好ましい。ただし、いずれも時間の定義は使用されるシステムの設計条件によって変わるため、指標されるシステムにおいて適切な条件を使用すればよい。
The graphs of FIGS. 4, 5, and 6 show the actual measurement results of changes over time in the oxygen concentration and current value in the oxygen reduction chamber 12 when the operation is started at a constant set voltage V SET .
The set voltage was measured using an oxygen concentration sensor under the conditions of V SET = 1.45 V, a sealed oxygen storage capacity of 11 L, a starting oxygen concentration of 21%, and an environmental temperature of 25 ° C. From FIG. 4, it was confirmed that the oxygen concentration decreased with time, but the amount of oxygen decrease per time decreased with time. From FIG. 5, it was confirmed that the current value decreased with time, but the current decrease amount per unit time decreased with a decrease in oxygen concentration. FIG. 6 shows the relationship between the current change rate and the oxygen concentration when the predetermined time Δt between the currents I 1 and I 2 is set to 30 minutes. The oxygen concentration represented the average oxygen concentration between I 1 and I 2 .
Note that the measurement time is an average of about 1 minute as long as the difference between the instantaneous measured values or currents I1 and I2 at the time T1 for measuring the current ground and the time T2 for measuring the second measured value is obtained. But it is possible. On the other hand, the measurement time interval (Δt) is preferably a long time of about 30 minutes because the error increases if the interval is too short. However, in any case, since the definition of time varies depending on the design conditions of the system to be used, an appropriate condition may be used in the indexed system.
図６のグラフより、電流変化速度と酸素濃度の間には、電流変化速度の減少とともに、酸素濃度が減少する関係が得られた。そこで、式（３）の水素発生反応が生じる恐れのある酸素濃度以下に減酸素庫１２内の酸素濃度が達しないようにするには、電流変化速度を算出し、その値が水素発生を招く酸素濃度よりも低くならないように制御する。
一方、減酸素庫１２の開閉蓋１３が開放され、酸素が減酸素庫１２に流入する状態で減酸素運転を行った場合、酸素流入によって酸素濃度はほぼ一定となるため、電流変化速度は概ね０になる。また、電流変化速度の測定中に酸素が減酸素庫１２に流入した場合は、酸素濃度が増加するために、電流変化速度が正の値になることもある。
From the graph of FIG. 6, a relationship in which the oxygen concentration decreases with the decrease in the current change rate is obtained between the current change rate and the oxygen concentration. Therefore, in order to prevent the oxygen concentration in the oxygen-reducing chamber 12 from reaching the oxygen concentration that may cause the hydrogen generation reaction of the formula (3), the current change rate is calculated, and that value causes hydrogen generation. Control not to be lower than the oxygen concentration.
On the other hand, when the oxygen reduction operation is performed in a state where the open / close lid 13 of the oxygen reduction chamber 12 is opened and oxygen flows into the oxygen reduction chamber 12, the oxygen concentration becomes almost constant due to the oxygen inflow, so the current change rate is approximately 0. In addition, when oxygen flows into the oxygen reduction chamber 12 during the measurement of the current change rate, the current change rate may become a positive value because the oxygen concentration increases.
なお、減酸素ユニット１の動作中に減酸素庫１２内に酸素が流入すると酸素濃度が増えた分だけ図４の時間が０に近づく（戻る）。従って、減酸素ユニット１の動作初期における酸素濃度が変化しても、測定誤差などの因子を除いて電流変化速度と酸素濃度の関係には影響を与えない。つまり、初期の酸素濃度が異なっていても、減酸素ユニット１の制御アルゴリズムは変わらない。 When oxygen flows into the oxygen reduction chamber 12 during the operation of the oxygen reduction unit 1, the time in FIG. 4 approaches 0 (returns) by the amount of increase in the oxygen concentration. Therefore, even if the oxygen concentration in the initial operation of the oxygen reduction unit 1 changes, the relationship between the current change rate and the oxygen concentration is not affected except for factors such as measurement errors. That is, even if the initial oxygen concentration is different, the control algorithm of the oxygen reduction unit 1 does not change.
そこで、ステップＳ０５にて、制御部１６は、電流変化速度を基準に減酸素庫１２内の酸素濃度を見積もって、減酸素ユニット１の運転を継続又は運転を停止する。電流変化速度下限値（ｄＩ／ｄｔＭＩＮ）は、カソード３から水素が発生しない条件になるように予め設定されている。得られた電流変化速度とメモリ２０から読み出した電流変化速度下限値を比較する。得られた電流変化速度が電流変化速度下限値以上の場合、電圧印加手段９に対し、継続して電圧を印加する（ステップＳ０５→ステップＳ０１）。そして、測定時間間隔（ΔＴ’）後に、再度、電流変化速度を算出する。得られた電流変化速度が電流変化速度下限値よりも小さい場合、（１）酸素濃度が予め定められた下限濃度に到達したと判断するか、（２）減酸素庫１２内が開けられた状態で減酸素ユニット１の運転がなされている等のエラーイベントが発生したと判断し、電圧印加手段コントローラ１８により電圧印加停止対応を行う（ステップＳ０５→ステップＳ０６）。この時、ユーザーに終了音（警告音）や終了表示（警告表示）を出したりしてもよい。減酸素ユニット１の停止後は、操作部２２からの操作、一定時間の経過又は開閉扉１３の開閉などに対応して、減酸素ユニット１の動作を再開させてもよい。なお、Ｉ１とＩ２を測定する間に、開閉扉１３が開かれた場合などのエラーイベントが発生した場合は、庫内の酸素濃度が増加すると電流変化速度は増加するため、ステップＳ０５→ステップS０１が自動的に継続される。 Therefore, in step S05, the control unit 16 estimates the oxygen concentration in the oxygen reduction chamber 12 based on the current change rate, and continues or stops the operation of the oxygen reduction unit 1. The lower limit value of current change rate (dI / dt MIN ) is set in advance so that hydrogen is not generated from the cathode 3. The obtained current change rate is compared with the current change rate lower limit value read from the memory 20. When the obtained current change rate is equal to or greater than the current change rate lower limit value, a voltage is continuously applied to the voltage applying means 9 (step S05 → step S01). Then, after the measurement time interval (ΔT ′), the current change rate is calculated again. When the obtained current change rate is smaller than the current change rate lower limit value, (1) it is determined that the oxygen concentration has reached a predetermined lower limit concentration, or (2) the oxygen reduction chamber 12 is opened. Then, it is determined that an error event such as the operation of the oxygen reduction unit 1 has occurred, and the voltage application means controller 18 responds to stop the voltage application (step S05 → step S06). At this time, an end sound (warning sound) or an end display (warning display) may be given to the user. After the oxygen reduction unit 1 is stopped, the operation of the oxygen reduction unit 1 may be resumed in response to an operation from the operation unit 22, a certain period of time, or opening / closing of the door 13. If an error event occurs such as when the door 13 is opened during the measurement of I 1 and I 2 , the current change rate increases as the oxygen concentration in the chamber increases. Step S01 is automatically continued.
予め定められた電流変化速度の下限値は、電圧印加手段９に印加する電圧値（ＶＳＥＴ）と、減酸素庫１２の（空隙）容積に応じて対応する電流変化速度の下限値のテーブルを予め用意しておき、そのテーブルに応じて電流変化速度の下限値を設定する。電圧値（ＶＳＥＴ）と、減酸素庫１２の体積に応じて電流変化速度の下限値のテーブルは、実験的に得ることができる。酸素濃度センサを用いて、電圧値（ＶＳＥＴ）と減酸素庫１２の（空隙）容積を種々の値とし、電流変化速度がどの値までであれば、水素化反応が起きない酸素濃度であるのかを調べることによって電流変化速度の下限値のテーブルを得た。電流変化速度の下限値のテーブルの作成時には酸素濃度センサが必要となるが、電流変化速度の下限値のテーブルが作製されれば酸素濃度計がなくても水素化反応を防いだ安全な減酸素処理をすることができる。 The predetermined lower limit value of the current change rate is a table of the lower limit value of the current change rate corresponding to the voltage value (V SET ) applied to the voltage application means 9 and the (void) volume of the oxygen reduction chamber 12. Prepare in advance and set the lower limit of the current change rate according to the table. A table of the lower limit value of the current change rate according to the voltage value (V SET ) and the volume of the oxygen reduction chamber 12 can be obtained experimentally. Using the oxygen concentration sensor, the voltage value (V SET ) and the (void) volume of the oxygen reduction chamber 12 are set to various values, and the oxygen concentration at which the hydrogenation reaction does not occur up to what value the current change rate is. The table of the lower limit value of the current change rate was obtained by examining whether or not. An oxygen concentration sensor is required when creating a table for the lower limit value of the current change rate, but if a table for the lower limit value of the current change rate is created, a safe oxygen reduction that prevents the hydrogenation reaction without an oxygen concentration meter Can be processed.
上記方法によれば、減酸素ユニット１動作初期の酸素濃度に関係なく、電流変化速度の値を基準に式（３）の水素化反応を防ぐことができる。電流変化速度の値に応じて、減酸素庫１２内の酸素濃度の状態が推定でき、酸素濃度センサなしで減酸素ユニット１の運転を制御することが可能となる。 According to the above method, the hydrogenation reaction of the formula (3) can be prevented on the basis of the value of the current change rate regardless of the oxygen concentration in the initial operation of the oxygen reduction unit 1. The state of the oxygen concentration in the oxygen reduction chamber 12 can be estimated according to the value of the current change rate, and the operation of the oxygen reduction unit 1 can be controlled without an oxygen concentration sensor.
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、何らかの要因により減酸素素子５の性能が低下した場合における制御アルゴリズムを提供する。制御部１６で得られた電流変化速度に応じ、設定電圧ＶＳＥＴを変化させる。従って、性能が低下した減酸素素子５を用いていたとしても、減酸素庫１２内の酸素濃度が意図した濃度になるように制御することを可能とする。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a control algorithm is provided when the performance of the oxygen reducing element 5 is reduced due to some factor. The set voltage V SET is changed according to the current change speed obtained by the control unit 16. Therefore, even if the oxygen-reducing element 5 with reduced performance is used, the oxygen concentration in the oxygen-reducing chamber 12 can be controlled to be the intended concentration.
実施形態の減酸素ユニットや前酸素制御システムにおいて、前記制御部は、前記電流変化速度が予め定められた値よりも大きい場合、前記電圧印加手段の前記減酸素素子への印加電圧量を増加させることを特徴とする。
実施形態の減酸素ユニットや前酸素制御システムにおいて、前記電流計測手段で得られた電流値に応じて前記電圧印加手段に与える電圧値を制御することを特徴とする。
In the oxygen reduction unit and the pre-oxygen control system according to the embodiment, the control unit increases the amount of voltage applied to the oxygen reduction element by the voltage application unit when the current change rate is greater than a predetermined value. It is characterized by that.
In the oxygen reduction unit and the pre-oxygen control system of the embodiment, the voltage value applied to the voltage application unit is controlled according to the current value obtained by the current measurement unit.
図７に示すように、設定電圧Ｖ＝ＶＳＥＴ、初期酸素濃度２１％の条件にて運転を開始し、３００分後には酸素濃度が５％まで低下し、電流が０．７５Ａとなったサンプル（Ａ）と、減酸素素子の性能が劣化したため、設定電圧Ｖ＝ＶＳＥＴ、初期酸素濃度２１％における開始電流が１．５Ａ以下で運転を開始し、３００分後には酸素濃度が１０．６％まで低下し、電流が０．７５Ａになったサンプルを比較した場合、本方式では、サンプル（Ａ）とサンプル（Ｂ）で電流変化速度が異なることから、両者の電流変化速度の差から酸素濃度の差を区別することが可能となる。一方、電流変化速度を酸素濃度の基準とせず、電流の絶対値で減酸素庫１２内の酸素濃度を推定する方法では、電流が０．７５Ａと同じ条件であれば、酸素濃度の異なるサンプル（Ａ）とサンプル（Ｂ）の酸素濃度を区別できない課題がある。 As shown in FIG. 7, the sample was started under the conditions of a set voltage V = V SET and an initial oxygen concentration of 21%, and after 300 minutes, the oxygen concentration dropped to 5% and the current became 0.75A. (A) and the performance of the oxygen reduction element deteriorated, so the operation was started at a set voltage V = V SET and an initial current at an initial oxygen concentration of 21% of 1.5 A or less, and after 300 minutes the oxygen concentration was 10.6. %, The current change rate is different between sample (A) and sample (B) in this method. It becomes possible to distinguish the difference in density. On the other hand, in the method of estimating the oxygen concentration in the oxygen reduction chamber 12 with the absolute value of the current without using the current change rate as a reference for the oxygen concentration, if the current is the same condition as 0.75 A, the samples having different oxygen concentrations ( There is a problem that the oxygen concentration of A) and sample (B) cannot be distinguished.
図８に、実施形態の制御アルゴリズムのチャート図を示す。
ステップＳ０１からステップＳ０４までは第１の実施形態と同様である。ステップＳ０５にて電流変化速度が電流変化速度下限値よりも小さい場合において、ＶＳＥＴを変更するか電圧印加を停止するステップＳ０５からＳ１０が第１の実施形態と異なる。
FIG. 8 shows a chart of the control algorithm of the embodiment.
Steps S01 to S04 are the same as those in the first embodiment. When the current change rate is smaller than the current change rate lower limit value in step S05, steps S05 to S10 in which V SET is changed or voltage application is stopped are different from those in the first embodiment.
ステップＳ０５にて、第１の実施形態と同様に演算部１９は、得られた電流変化速度とメモリ２０から読み出した電流変化速度下限値（ｄＩ／ｄｔＭＩＮ）以上か否かを判断する。ここで、電流変化速度が予め定められた下限値以上の場合、継続して電圧を印加する（ステップＳ０５→ステップＳ０１）。 In step S05, the calculation unit 19 determines whether or not the obtained current change rate is equal to or greater than the current change rate lower limit value (dI / dt MIN ) read from the memory 20 as in the first embodiment. Here, when the current change rate is equal to or higher than a predetermined lower limit value, a voltage is continuously applied (step S05 → step S01).
一方、ステップＳ０５にて、電流変化速度が電流変化速度下限値よりも小さい場合、制御部１６は電流値Ｉ２の絶対値が、メモリ２０から読み出した上限電流の絶対値（ＩＭＡＸ）に対して大きいか否かの判断を行う（ステップＳ０５→ステップＳ０７）。そして、電流値Ｉ２の絶対値がＩＭＡＸ以上の場合、減酸素庫１２の開閉扉１３が開いた状態や電極の短絡などのエラーイベントの発生であると判断し、制御部１６は電圧印加手段９の電圧印加を停止させる。この時、ユーザーに終了音（警告音）や終了表示（警告表示）を出したりしてもよい（ステップＳ０９）。 On the other hand, at step S05, if the current change rate is smaller than the current change rate limit value, the absolute value of the control unit 16 is a current value I 2 is the absolute value of the upper limit current read from the memory 20 (I MAX) to Is determined (step S05 → step S07). Then, it is determined that the absolute value of the current value I 2 is not less than I MAX, the occurrence of an error event such as a short circuit conditions and electrodes door 13 is opened for reduced oxygen chamber 12, the control unit 16 is the voltage applied The voltage application of the means 9 is stopped. At this time, an end sound (warning sound) or an end display (warning display) may be issued to the user (step S09).
電流値Ｉ２の絶対値がＩＭＡＸよりも小さい場合、制御部１６は、設定電圧値（ＶＳＥＴ）がメモリ２０から読み出した上限電圧値（ＶＭＡＸ）に対して大きいか否かの判断を行う（ステップＳ０７→ステップＳ０８）。設定電圧値ＶＳＥＴが初期値の状態であれば、ＶＳＥＴ＜ＶＭＡＸであるため、ステップＳ０８を省略し、ステップＳ１０に移行してもよい。そして、設定電圧値（ＶＳＥＴ）が予め定められた上限電圧値（ＶＭＡＸ）より低い場合、設定電圧値（ＶＳＥＴ）を現在の値からＶＭＡＸの範囲で増加させ、電圧印加運転を継続させる（ステップＳ１０→ステップＳ０１）。一方、設定電圧値（ＶＳＥＴ）が予め定められた上限電圧値（ＶＭＡＸ）に達した場合、制御部１６電圧印加手段８に電圧印加停止信号を与える（ステップＳ０８→ステップＳ１１）。この時、ユーザーに終了音（警告音）や終了表示（警告表示）を出したりしてもよい。 If the absolute value of the current I 2 is smaller than I MAX, the control unit 16, the greater is determined whether the set voltage value (V SET) is the upper limit voltage value read out from the memory 20 (V MAX) Perform (Step S07 → Step S08). If the set voltage value V SET is in the initial value state, V SET <V MAX , so step S08 may be omitted and the process may proceed to step S10. When the set voltage value (V SET ) is lower than the predetermined upper limit voltage value (V MAX ), the set voltage value (V SET ) is increased from the current value to V MAX and the voltage application operation is continued. (Step S10 → Step S01). On the other hand, when the set voltage value (V SET ) reaches a predetermined upper limit voltage value (V MAX ), a voltage application stop signal is given to the control unit 16 voltage application means 8 (step S08 → step S11). At this time, an end sound (warning sound) or an end display (warning display) may be given to the user.
減酸素素子５は、経時的に性能が劣化し、同一の設定電圧値（ＶＳＥＴ）、かつ同一酸素濃度環境における電流が劣化とともに減少する課題がある。そこで、第２の実施形態では、電流変化速度の値と、電流値Ｉ２の絶対値から、減酸素素子５の劣化を判断する。そして、劣化を判断した場合には設定電圧値を更新して増加させることで、劣化に伴う電流値の減少を抑制することでき、長時間にわたって安定して運転可能な減酸素ユニット１を提供可能となる。なお、減酸素素子５が劣化しているものと判断したときには、劣化程度に対応した電流変化速度の下限値のテーブルを用いてもよい。また、新たなパラメータによって、電流変化速度の下限値のテーブル値が劣化程度を反映した値になるように演算してもよい。 The oxygen-reducing element 5 has a problem that the performance deteriorates with time, and the current in the same set voltage value (V SET ) and the same oxygen concentration environment decreases with deterioration. Therefore, in the second embodiment, the value of the current change rate, the absolute value of the current value I 2, to determine the deterioration of the reduced oxygen element 5. When the deterioration is determined, the set voltage value is updated and increased, so that a decrease in the current value accompanying the deterioration can be suppressed, and the oxygen reduction unit 1 that can be stably operated for a long time can be provided. It becomes. When it is determined that the oxygen reduction element 5 is deteriorated, a table of lower limit values of current change rates corresponding to the degree of deterioration may be used. Further, the calculation may be performed so that the table value of the lower limit value of the current change speed becomes a value reflecting the degree of deterioration by a new parameter.
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、電流計測手段８で計測した電流変化速度の値に基づいて、減酸素庫１２内の空隙体積にかかる状態を判断し、必要に応じてユーザーにその状態を伝達する減酸素ユニット１を提供する。
(Third embodiment)
In the third embodiment, based on the value of the current change rate measured by the current measuring means 8, the state of the void volume in the oxygen reduction chamber 12 is determined, and the state is transmitted to the user as necessary. An oxygen reduction unit 1 is provided.
図９に、実施形態の制御アルゴリズムのチャート図を示す。
ステップＳ０１からステップＳ０４までは第１の実施形態と同様である。ステップＳ０５において、得られた電流変化速度とメモリ２０から読み出した電流変化速度下限値を比較し、電流変化速度が電流変化速度下限値以上の場合、ステップＳ１２に移行することが第１の実施形態と異なる。
ステップｓ１２において、得られた電流変化速度と電流変化速度下限値（ｄＩ／ｄｔＭIN）を比較する。電流変化速度が電流変化速度下限値（ｄＩ／ｄｔＭIN）より小さければ、減酸素庫１２の開閉扉１３が開閉状態になっているあるいは減酸素素子が劣化するなどして異常であると判断し、ユーザーにこれを表示などの伝達を行なう（ステップ１２）。電流変化速度が電流変化速度下限値（ｄＩ／ｄｔＭIN）より大きければ、減酸素ユニット１の動作を継続する（ステップＳ０５→ステップＳ０１）。
FIG. 9 shows a chart of the control algorithm of the embodiment.
Steps S01 to S04 are the same as those in the first embodiment. In step S05, the obtained current change rate is compared with the current change rate lower limit value read from the memory 20, and if the current change rate is equal to or greater than the current change rate lower limit value, the process proceeds to step S12 in the first embodiment. And different.
In step s12, the obtained current change speed is compared with the current change speed lower limit (dI / dt MIN ). If the current change rate is smaller than the current change rate lower limit value (dI / dt MIN ), it is determined that the open / close door 13 of the oxygen reduction chamber 12 is in an open / closed state or the oxygen reduction element is deteriorated. Then, this is transmitted to the user (step 12). If the current change rate is larger than the current change rate lower limit (dI / dt MIN ), the operation of the oxygen reduction unit 1 is continued (step S05 → step S01).
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、電流計測手段８で計測した電流変化速度の値に基づいて、減酸素庫１２内の空隙体積にかかる状態を判断し、必要に応じてユーザーにその状態を伝達する減酸素ユニット１を提供する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, based on the value of the current change rate measured by the current measuring means 8, the state relating to the void volume in the oxygen reduction chamber 12 is determined, and the state is transmitted to the user as necessary. An oxygen reduction unit 1 is provided.
図１０に、実施形態の制御アルゴリズムのチャート図を示す。
ステップＳ０１からステップＳ０４までは第１の実施形態と同様である。ステップＳ１３において、得られた電流変化速度とメモリ２０から読み出した電流変化速度下限値を比較し、電流変化速度が電流変化速度下限値以上の場合、ステップＳ１４に移行することが第１の実施形態と異なる。
FIG. 10 shows a chart of the control algorithm of the embodiment.
Steps S01 to S04 are the same as those in the first embodiment. In step S13, the obtained current change rate is compared with the current change rate lower limit value read from the memory 20, and if the current change rate is equal to or greater than the current change rate lower limit value, the process proceeds to step S14 in the first embodiment. And different.
ステップＳ１３において、得られた電流変化速度と電流変化速度上限値（ｄＩ／ｄｔＭＡＸ）を比較する。電流変化速度が電流変化速度上限値（ｄＩ／ｄｔＭＡＸ）より大きければ、減酸素庫１２内が過剰充填状態であると判断し、ユーザーにこれを表示し又は減酸素ユニット１の動作を停止する（ステップＳ１４）。電流変化速度が電流変化速度上限値（ｄＩ／ｄｔＭＡＸ）より小さければ、減酸素ユニット１の動作を継続する（ステップＳ１３→ステップＳ０１）。減酸素庫１２内に収納物の充填を増やした場合、減酸素庫内の酸素量（容積）が減少するため、減酸素速度は増加する。よって、電流変化速度の上限値を予め制御部１６のメモリ２０に記憶しておき、その上限値と比較することで、減酸素１２庫内への収納物が過剰に積載されたかどうかの判断が可能となる。減酸素庫１２内へ収納物を過剰に積載することは、減酸素庫１２の冷却能力低下につながるため、それを防止するために、ユーザーに過剰充填状態であることを伝えることも可能である。 In step S13, the obtained current change rate is compared with the current change rate upper limit (dI / dt MAX ). If the current change rate is greater than the current change rate upper limit (dI / dt MAX ), it is determined that the oxygen reduction chamber 12 is in an overfilled state, and this is displayed to the user or the operation of the oxygen reduction unit 1 is stopped. (Step S14). If the current change rate is smaller than the current change rate upper limit value (dI / dt MAX ), the operation of the oxygen reduction unit 1 is continued (step S13 → step S01). When the filling of the stored items in the oxygen-reducing chamber 12 is increased, the oxygen amount (volume) in the oxygen-reducing chamber decreases, so the rate of oxygen reduction increases. Therefore, the upper limit value of the current change rate is stored in the memory 20 of the control unit 16 in advance, and by comparing with the upper limit value, it is determined whether or not the stored items in the 12 oxygen reduction chamber are excessively loaded. It becomes possible. Since an excessive load of storage items in the oxygen-reducing chamber 12 leads to a decrease in the cooling capacity of the oxygen-reducing chamber 12, it is possible to inform the user that the state is overfilled in order to prevent this. .
なお、この場合、電流変化速度から見積もった空隙容積を第１の実施形態のテーブルに反映させることも可能である。たとえば、電流変化速度の値がテーブルに記録された上限値よりも大きい場合、過剰積載状態と判断する。 In this case, the void volume estimated from the current change rate can be reflected in the table of the first embodiment. For example, when the value of the current change rate is larger than the upper limit value recorded in the table, it is determined that the state is an excessive load state.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…減酸素ユニット
２…アノード
３…カソード
４…電解質膜
５…減酸素素子
６…アノード集電体
７…カソード集電体
８…電流計測手段
９…電圧印加手段
１０…アノードガスケット
１１…カソードガスケット
１２…減酸素庫
１３…開閉扉
１４…水供給手段
１５…カソード開口部
１６…制御部
１７…電流計測手段コントローラ
１８…電圧印加手段コントローラ
１９…演算部
２０…記憶装置（メモリ）
２１…表示部
２２…操作部
２３…野菜室
２４…冷蔵庫
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hypoxic unit 2 ... Anode 3 ... Cathode 4 ... Electrolyte membrane 5 ... Oxygen reduction element 6 ... Anode collector 7 ... Cathode collector 8 ... Current measuring means 9 ... Voltage application means 10 ... Anode gasket 11 ... Cathode gasket DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Hypoxic chamber 13 ... Opening / closing door 14 ... Water supply means 15 ... Cathode opening part 16 ... Control part 17 ... Current measurement means controller 18 ... Voltage application means controller 19 ... Calculation part 20 ... Memory | storage device (memory)
21 ... Display unit 22 ... Operation unit 23 ... Vegetable room 24 ... Refrigerator
Claims (7)
前記減酸素素子へ電圧を印加する電圧印加手段と、
前記減酸素素子の電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段で得られた第一の電流値に対し、予め定められた時間経過後に前記電流計測手段で得られた第二の電流値とから算出される電流変化速度、に基づき、前記電圧印加手段が減酸素素子へ印加する電圧量を制御する制御部と、
を有することを特徴とする減酸素ユニット。 An oxygen reduction element having an anode, a cathode, and an electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode;
Voltage applying means for applying a voltage to the oxygen reduction element;
Current measuring means for measuring the current of the oxygen reducing element;
Based on the current change rate calculated from the first current value obtained by the current measuring means and the second current value obtained by the current measuring means after elapse of a predetermined time, the voltage A controller that controls the amount of voltage applied to the oxygen reduction element by the application means;
The oxygen reduction unit characterized by having.
前記減酸素素子へ電圧を印加する電圧印加手段と、
前記減酸素素子の電流を計測する電流計測手段と、
前記電流計測手段で得られた第一の電流値と、予め定められた時間経過後に前記電流計測手段で得られた第二の電流値と、前記予め定められた時間とから算出される電流変化速度、に基づき前記電圧印加手段が減酸素素子へ印加する電圧量を制御することを特徴とする減酸素制御システム。 An oxygen reduction element having an anode, a cathode, and an electrolyte membrane sandwiched between the anode and the cathode;
Voltage applying means for applying a voltage to the oxygen reduction element;
Current measuring means for measuring the current of the oxygen reducing element;
Current change calculated from the first current value obtained by the current measuring means, the second current value obtained by the current measuring means after a predetermined time has elapsed, and the predetermined time The oxygen reduction control system, wherein the voltage application means controls the amount of voltage applied to the oxygen reduction element based on the speed.
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