JPH07195075A - 強酸性水生成器の電解時異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】強酸性水の生成過程における異常を検出する電
解時異常検出装置を提供する。 【構成】電解前の混合水の導電率を計測する電解前導電
率計３０と、電解後の生成水の導電率を計測する電解後
導電率計３５と、電解槽３１の電解電流値を計測する電
流値計測部６５と、電解前導電率計３０で計測された電
解前導電率、電解後導電率計３５で計測された電解後導
電率、及び電流値計測部６５で計測された電解電流値に
基づいて電解時の異常を検出するＣＰＵ４２とを備えた
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水道水と食塩水
などの添加液との混合水を電気分解することにより、殺
菌効果の高い強酸性水を生成する強酸性水生成器の電解
時異常検出装置に関する。ここで、強酸性水とは、例え
ばｐＨ７、残留塩素濃度０．３〜０．８ｐｐｍの水道水
を電気分解したときに得られる生成水が、ｐＨ２前後、
酸化還元電位１１００〜１４００ｍＶ及び残留塩素濃度
２０〜５０ｐｐｍ程度のものをいう。

【０００２】

【従来の技術】近時、病院での院内感染等が社会問題と
なっており、これを防止する様々な手立てが模索されて
いる。そして、その一つの手段として、殺菌効果の高い
強酸性水を生成する強酸性水生成器が注目を集めてい
る。つまり、強酸性水生成器により生成された強酸性水
で手や医療器具、食器等を洗浄殺菌することによって、
院内感染を少しでも防止しようとするものである。この
ような強酸性水生成器は、水道水と添加液である食塩水
（以下、塩水と呼ぶ）とを混合器において混合し、この
混合水を電解槽に導入し、電解槽の電極に電解電圧を印
加することにより電気分解を行って強酸性水を生成し、
この生成水をタンク等に一時貯溜して、使用に供するよ
うになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような強酸性水生
成器では、従来、その生成過程における異常（すなわ
ち、電解時の異常）については、これを検出する手段は
特に設けられていなかった。唯一行っていた検出といえ
ば、、電解前の混合水の水温を計測し、その温度が異常
に高いか否かといった程度のものであった。そのため、
従来の強酸性水生成器では、電解時に例えば電解槽自体
の異常や電解電源の回路異常（例えば、ショート等によ
る異常）が発生しても全く分からないといった問題があ
った。本発明はこのような問題点を解決すべく創案され
たもので、その目的は、強酸性水の生成過程における異
常を検出することのできる強酸性水生成器の電解時異常
検出装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係わる強酸性水生成器の電解時異常検出装
置は、水と添加液との混合水を電解槽に導入し、電解槽
の電極に電解電圧を印加することにより、導入された混
合水を電気分解して強酸性水を生成する強酸性水生成器
において、電解前の混合水の導電率を計測する電解前導
電率計測手段と、電解後の生成水の導電率を計測する電
解後導電率計測手段と、前記電解槽の電解電流値を計測
する電流値計測手段と、前記電解前導電率計測手段で計
測された電解前導電率、前記電解後導電率計測手段で計
測された電解後導電率、及び前記電流値計測手段で計測
された電解電流値に基づいて電解時の異常を検出する異
常検出手段とを備えた構成とする。

【０００５】

【作用】異常検出手段では、電解前導電率計測手段で計
測された電解前導電率、電解後導電率計測手段で計測さ
れた電解後導電率、及び電流値計測手段で計測された電
解電流値に基づいて電解時の異常を検出する。電解前導
電率が決まると、電解電源の電圧は既知であるので、こ
れらの関係から電解電流値が決まることになる。すなわ
ち、電解が正常に行われたときの電解前導電率と電解電
流値との関係を知ることができる。従って、電解前導電
率に対して電解電流値が極端に大きい場合や極端に小さ
い場合（例えば０Ａとなった場合）には電解電源の異常
と判断できる。

【０００６】また、電解後導電率が電解電流値に対して
極端に大きい場合や小さい場合も異常と判断できる。さ
らに、電解前導電率と電解電流値とから電解後導電率の
予測が可能であるので、電解前導電率に対し、電解後導
電率がこの予測値と極端に異なる場合には、異常と判断
できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の電解時異常検出装置の電気回路
図であり、図２は、この電解時異常検出装置を備えた強
酸性水生成器の全体構成図である。

【０００８】図２において、図示しない水道管から水道
水を取り込む配管２１ａに、電磁弁２２、減圧弁２３、
定流量弁２４及び流量計２５が順次取り付けられ、流量
計２５の出力側の配管２１ｂに、塩水が貯溜された塩水
タンク２６の出力配管２１ｃが連結されて、混合器２７
に接続されている。出力配管２１ｃには、塩水タンク２
６に貯溜された塩水の吐出量を調整する定量パルスポン
プ２８と、塩水タンク２６内への逆流を防止する逆止弁
２９とが取り付けられている。

【０００９】そして、混合器２７の出力側の配管２１ｄ
に、配管内を流れる混合水の導電率を計測する電解前導
電率計３０と、混合水の水温を計測する電解前水温計４
８とが取り付けられて、電解槽３１の流入口３１ａに接
続されている。電解槽３１は、その内部が隔膜３１ｂに
て２室に仕切られており、各電解室には、電解電源３２
での切り替えによって陰極にも陽極にもなる１対の電極
３１ｃ，３１ｄがそれぞれ配置されている。隔膜３１ｂ
は、水素イオン、水酸イオン、その他の金属イオンを良
く通し、水分子を通り難くした合成樹脂性の薄膜により
形成されている。

【００１０】また、電解槽３１の各電解室の上部には、
電気分解によって各電極３１ｃ，３１ｄの周辺に生成さ
れた強酸性水及びアルカリ水を取り出す流出口３１ｅ，
３１ｆが形成されており、これら各流出口３１ｅ，３１
ｆに接続された各配管２１ｅ，２１ｆに、それぞれ第１
及び第２三方弁３３，３４が取り付けられている。そし
て、第１三方弁３３の一方の出力側配管２１ｇに、電気
分解後の生成水の導電率を計測する電解後導電率計３５
と、電気分解後の生成水の水温を計測する電解後水温計
４９とが取り付けられて、第３三方弁３６に接続されて
おり、第３三方弁３６の一方の出力側配管２１ｉは、生
成された強酸性水を貯溜する生成水貯溜タンク３７内に
導かれている。また、第３三方弁３６の他方の出力側配
管２１ｊは、外部への排出配管となっている。

【００１１】一方、第２三方弁３４の一方の出力側配管
２１ｋも外部への排出配管となっており、第１三方弁３
３の他方の出力配管２１ｈが、第２三方弁３４の一方の
出力配管２１ｋに、第２三方弁３４の他方の出力配管２
１ｍが、第１三方弁３３の一方の出力配管２１ｇにそれ
ぞれ接続されている。また、生成水貯溜タンク３７には
液量センサ４１が取り付けられているとともに、その取
出用配管２１ｎに吐出ポンプ３８が取り付けられてお
り、吐出ポンプ３８の出力側配管が２つに分岐されて、
各分岐配管２１ｐ，２１ｑに電磁弁４３，４４を介して
それぞれ蛇口３９，４０が取り付けられた構成となって
いる。

【００１２】そして、このように構成された電磁弁２
２、流量計２５、定量パルスポンプ２８、電解前及び電
解後導電率計３０，３５、電解前及び電解後水温計４
８，４９、電解電源３２、各三方弁３３，３４，３６、
吐出ポンプ３８、各蛇口３９，４０、液量センサ４１及
び各電磁弁４３，４４等のそれぞれは、図中破線により
示すように、その機能に応じてＣＰＵ４２と双方向又は
一方向に接続された構成となっている。ＣＰＵ４２は、
本装置全体の動作制御を行うものであり、図示は省略し
ているが、動作プログラムを格納したＲＯＭやＲＡＭ等
を備えている。

【００１３】次に、上記構成の強酸性水生成器に適用さ
れた本発明の電解時異常検出装置の電気的構成を、図１
を参照して説明する。なお、図１中において、図２に示
した強酸性水生成器の構成部品及び構成部材と同一部品
及び同一部材には、同一符号を付している。

【００１４】この電解時異常検出装置は、基本的には電
解前導電率計３０と、電解後導電率計３５と、電解電源
３２の電解電圧により電解槽３１の電極３１ｃ，３１ｄ
間を流れる電解電流値を計測する電流値計測部６５と、
電解前導電率計３０で計測された電解前導電率、電解後
導電率計３５で計測された電解後導電率及び電流値計測
部６５により計測された電解電流値に基づいて電解時の
異常を検出する異常検出手段（本実施例では、ＣＰＵ４
２がこれに対応している）と、ＣＰＵ４２で検出した異
常を表示して知らせる表示部５０とで構成されている。
また、電流値計測部６５は、計測された電解電流値を増
幅する増幅回路５６と、その出力をデジタルデータに変
換してＣＰＵ４２に導くＡ／Ｄ変換回路５３とで構成さ
れている。

【００１５】そして、電解前導電率計３０で計測された
電解前導電率は、Ａ／Ｄ変換回路５５でデジタルデータ
に変換されてＣＰＵ４２に導かれ、電解後導電率計３５
で計測された電解後導電率は、Ａ／Ｄ変換回路５１でデ
ジタルデータに変換されてＣＰＵ４２に導かれている。
ただし、異常検出手段であるＣＰＵ４２には、この他に
も電解前水温計４８で計測された電解前温度が、Ａ／Ｄ
変換回路５４でデジタルデータに変換されて導かれてい
るとともに、電解後水温計４９で計測された電解後温度
が、Ａ／Ｄ変換回路５２でデジタルデータに変換されて
導かれている。

【００１６】電解後導電率計３５は、一定の距離を存し
た一定面積を有する一対の電極６１，６２（本実施例で
は、その形状を平行平板としている）が配管２１ｇ内に
設けられ、この一対の電極６１，６２のうち一方の電極
６１はアースに接続されているとともに、他方の電極６
２は、基準電圧Ｖｃｃとアースとの間に直列接続された
２個の分割抵抗の中点ａに接続されている。そして、こ
の中点ａに得られるアナログ電圧が、Ａ／Ｄ変換回路５
１によってデジタルデータに変換されて、ＣＰＵ４２に
取り込まれるようになっている。なお、説明は省略する
が、電解前導電率３０も同様の構成となっている。

【００１７】次に、上記構成の電解時異常検出装置の動
作を、強酸性水生成器の動作に従って説明する。強酸性
水生成器は、その立ち上げに際してスロースタートを行
う。すなわち、パルスポンプ２８は作動停止状態とし、
電解電源３２はオフ状態とする。また、第３三方弁３６
は排水側（配管２１ｊ側）に切り換えておく。この立ち
上げ状態において、電磁弁２２を開いて水道水を配管内
に導入し、混合器２７、電解槽３１、第１三方弁３３、
第３三方弁３６を通して外部に排出する。そして、この
状態において、まず電解前水温計４８により混合水の水
温が正常か否かを調べ、次に流量計２５の値がある一定
値以上かを調べ、さらに電解前導電率計３０での計測値
（導電率）が水道水を示す一定の値であるか否かを調べ
る。

【００１８】そして、これら全てがクリアされると、次
に電解電源３２をオンして徐々に電圧を上げ電解槽３１
での電解を開始するとともに、定量パルスポンプ２８を
徐々に作動させて塩水を水道水に混合して行く。そし
て、電解前導電率計３０での計測値（混合水の導電率）
及び電解電流値がある一定の値に達すると、この時点で
第３三方弁３６を配管２１ｊ側から配管２１ｉ側に切り
換え、以後通常の生成動作となって、生成水を生成水貯
溜タンク３７内に蓄えていくのである。

【００１９】このような強酸性水生成器の動作過程にお
いて、本発明の電解時異常検出装置は、次のようにして
各種の異常を検出する。ＣＰＵ４２には、電解前導電率
計３０で計測された電解前導電率、電解後導電率計３５
で計測された電解後導電率、及び電流値計測部６５で計
測された電解電流値がリアルタイムで取り込まれること
から、これらの各計測値に基づいて、電解時の電解後導
電率及び電解電流値の異常を検出する。

【００２０】すなわち、電解前導電率が決まると、電解
電源３２の電圧は既知であるので、これらの関係から電
解電流値が決まることになる。つまり、電解槽３１での
電解が正常に行われたときの電解前導電率と電解電流値
との関係を知ることができる。ＣＰＵ４２では、この電
解前導電率と電解電流値の正常時の関係データに基づ
き、電解前導電率に対して電解電流値が一定の幅内に入
っているか否かを判別し、この幅内の値から外れている
場合（極端に大きい場合と極端に小さい場合とがある）
には、電解電源３２の異常と判断する。そして、この場
合には、電磁弁２２等を全て閉じるとともに、定量パル
スポンプ２８を停止し、かつ電解電源３２をオフとす
る。これと同時に、表示部５０の異常を示す表示ランプ
（図示省略）を点灯させて、使用者に異常を知らせるよ
うになっている。

【００２１】また、ＣＰＵ４２では、計測した電解後導
電率が電解電流値に対して極端に大きい場合や小さい場
合も異常と判断する。そして、この場合も上記と同様
に、電磁弁２２等を全て閉じるとともに、定量パルスポ
ンプ２８を停止し、かつ電解電源３２をオフとする。こ
れと同時に、表示部５０の異常を示す表示ランプ（図示
省略）を点灯させて、使用者に異常を知らせるようにな
っている。

【００２２】また、電解前導電率と電解電流値とから電
解後導電率の予測が可能であることから、ＣＰＵ４２で
は、電解前導電率に基づいて予測した電解後導電率の予
測値と、電解後導電率計３５で計測した実際の電解後導
電率との比較を行う。そして、計測した電解後導電率が
この予測値と極端に異なる場合には、異常と判断する。
そして、この場合も上記と同様に、電磁弁２２等を全て
閉じるとともに、定量パルスポンプ２８を停止し、かつ
電解電源３２をオフとする。これと同時に、表示部５０
の異常を示す表示ランプ（図示省略）を点灯させて、使
用者に異常を知らせるようになっている。

【００２３】また、ＣＰＵ４２では、電解前水温計４８
で計測した電解前水温に対して、電解後水温計４９で計
測した電解後水温が異常に高い場合にも、異常と判断す
る。そして、この場合も上記と同様の異常処理を行う。
なお、表示部５０での異常の表示については、ただ単に
異常を知らせる表示ランプ（図示省略）を点灯させるだ
けでも良いが、発生した異常のより具体的な内容を使用
者に知らしめるための各種表示ランプを設けてもよい。
例えば、電解前導電率の異常を知らせる表示ランプ、電
解後導電率の異常を知らせる表示ランプ、電解電流値の
異常を知らせる表示ランプ、電解電源の異常を知らせる
表示ランプ、塩素濃度が高すぎる（又は低すぎる）こと
を知らせる表示ランプ、電解前水温の異常を知らせる表
示ランプ、電解後水温の異常を知らせる表示ランプ等を
設けることが可能である。

【００２４】また、ＣＰＵ４２では、上記の異常処理の
他に、例えば電解前導電率計３０の計測値に基づいて定
量パルスポンプ２８の補正制御（フィードバック制御）
を行っている。すなわち、水道水や塩水タンク２６内の
塩水の塩分濃度が多少変化しても、電解前導電率計３０
の値によってその変化を読み取ることができるので、そ
の変化に対応するように定量パルスポンプ２８を制御し
ている。

【００２５】なお、上記実施例では、各導電率計３０，
３５は、あくまで配管内を流れる混合水の導電率を計測
するものとして説明しているが、この導電率計３０，３
５を塩水タンク２６に蓄えられた塩水の水位を検出する
水位センサとして使用することが可能である。

【００２６】すなわち、塩水タンク２６の内周壁の高さ
方向に一定の間隔を存して、導電率を計測する一対の電
極６１，６２を複数組配置すればよい。このように配置
することにより、塩水タンク２６内に蓄えられた塩水の
水位が各組の電極に達したとき、塩水の導電率が検出さ
れることによって、その組の電極が配置された高さまで
塩水が蓄えられたことを検知できるものである。また、
このようにタンク内に配置された導電率計３０，３５に
よって塩水の導電率も計測できることから、塩水の濃度
が分かるので、ＣＰＵ４２では、この検知濃度に基づい
て定量パルスポンプ２８の制御を補正することが可能と
なるものである。

【００２７】上記実施例では添加液として塩水（ＮａＣ
ｌ）を用いたが、これに代えて塩化カリウム溶液（ＫＣ
ｌ）などを用いてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係わる強酸性水生成器の電解時
異常検出装置は、電解前の混合水の導電率を計測する電
解前導電率計測手段と、電解後の生成水の導電率を計測
する電解後導電率計測手段と、電解槽の電解電流値を計
測する電流値計測手段と、各手段で計測された電解前導
電率、電解後導電率及び電解電流値に基づいて、電解時
の異常を検出する異常検出手段とを備えた構成としたの
で、強酸性水の生成過程における種々の異常を検出する
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解時異常検出装置の電気的構成を示
す概略ブロック図である。

【図２】本発明の電解時異常検出装置が適用される強酸
性水生成器の全体構成図である。

【符号の説明】

３０ 電解前導電率計 ３１ 電解槽 ３１ｃ，３１ｄ 電極 ３２ 電解電源 ３５ 電解後導電率計 ４２ ＣＰＵ（電解時異常検出装置） ６５ 電流値計測部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水と添加液との混合水を電解槽に導入
   し、電解槽の電極に電解電圧を印加することにより、導
   入された混合水を電気分解して強酸性水を生成する強酸
   性水生成器において、 電解前の混合水の導電率を計測する電解前導電率計測手
   段と、 電解後の生成水の導電率を計測する電解後導電率計測手
   段と、 前記電解槽の電解電流値を計測する電流値計測手段と、 前記電解前導電率計測手段で計測された電解前導電率、
   前記電解後導電率計測手段で計測された電解後導電率、
   及び前記電流値計測手段で計測された電解電流値に基づ
   いて電解時の異常を検出する異常検出手段とを備えたこ
   とを特徴とする強酸性水生成器の電解時異常検出装置。