JPS5924646B2 - 電気透析装置あるいは電解透析装置の異常電流検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気透析装置あるいは電解透析装置（以下単
に透析装置ともいう）において、異常電流が流れた場合
の検出方法に係る。

詳しくは、一般にイオン交換膜を用いた透析装置におい
て、透析液あるいは電解液（以下単に透析液ともいう）
の電導塵または濃度に基いて、異常電流を検出する方法
に関する。

近時、透析装置の回分式運転方法においては、透析装置
の限界電流密度は透析液の電導塵または濃度に概ね比例
するため、透析液の電導塵または濃度に比例して透析電
流を制御できる直流電源装置を用いて、限界電流密度直
近で運転する方法が採用されている。

このような運転方法は電導塵追従電流制御と称され、透
析装置の能力をほぼ一杯まで高めることができるので経
済的に有利である。

ところで、電導塵追従電流制御方法においては、直流電
源として一般にサイリスタ整流器が用いられるが、運転
時、サイリスタ整流器の故障等、出力電圧が最大となっ
たとき、故障直前の運転電圧がサイリスクの導通角を制
御して絞られるので故障によって透析電流が限界電流を
超過し、即ち本発明でいう異常電流となり、イオン交換
膜の変質やスケールの析出等の支障をきたすというトラ
ブルがあった。

従来、この種のトラブルの時、即ち整流器の故障や操作
方法の誤りで透析装置に異常に高い電圧が印加された場
合の検出は、出力電流または出力電圧の上限検出によっ
ているため、電導塵追従電流制御の場合透析初期から終
期までの全領域で確実に検出することは不可能である。

その理由は、電流上限検出の場合は、透析初期の電流値
より高い値に上限検出値を設定しなければならないため
、透析中期または終期においては、透析液の電導塵が低
いので整流器の出力電圧が最大になっても、その時の電
流値が上限検出値には達しないので異常電流の検出がで
きない。

また、電圧上限検出による方法は、整流器の変換効率を
できるだけ高くするためと、整流器の容量を不必要に大
きくしないことの要請から、透析の初期から終期までの
全領域中の最大電圧と整流器の最大出力電圧、即ち、定
格電圧と概ね一致させるため、異常電圧による異常電流
は検出し得なし・０本発明者は電導塵追従制御における
異常電流検出方法につき種々検討の結果、透析液の電導
塵または濃度と透析電流を比較することにより異常電流
の検出ができることを見い出し、本発明を完成させるに
至った。

本発明は、電気透析装置あるいは電解透析装置において
、透析電流あるいは電解電流を、直接または間接に、透
析液あるいは電解液の電導塵または濃度に基いて得られ
た基準値と比較することによって、異常電流を検出する
ことを特徴とする電気透析装置あるいは電解透析装置の
異常電流検出方法である。

ここで直接とは、電流計の測定値をそのまま、間接とは
適当な信号に変えて、基準値と比較することを称する。

以下、本発明を添付図面を用いて詳しく説明する。

第１図は、回分式透析装置（海水の脱塩）の電導塵追従
電流制御方法に本発明の異常電流検出方法を適用した場
合の代表的態様の概略説明図である。

図中１は交流電源、２は変圧器３を開閉するスイッチで
、４はサイリスタ整流器、５はサイリスタ整流器４の出
力電流を検出する電流検出器である。

６は透析液（海水）の電導度検出器、７は電流検出器５
と電導度検出器６の出力電圧を比較増巾する比較増巾器
で、８は比較増巾器７の出力レベルによりパルスを移相
するパルス移相器でパルス移相器８の出力はサイリスタ
整流器４のゲート端子に接続される。

以上に示した構成が電導塵追従電流制御方法であって、
透析液の電導塵または濃度の変化に従って透析電流を制
御することができる。

尚、１３は透析装置で１４．１５はそれぞれ陽極と陰極
、１６．１７．１８はそれぞれ透析液循環ポンプ、濃縮
液循環ポンプ、電極液循環ポンプで、１９．２０．２１
はそれぞれ透析液タンク。

濃縮液タンク、電極液タンクである。

本発明においては、２２で示す点線で囲った異常電流検
出機構を設けたところが特徴である。

該機構は割算器９とコンパレータ１０よりなる。

割算器９の分母入力に電導度検出器６の出力電圧（電気
信号Ａ）を入力し、分子入力に電流検出器５の出力電圧
（電気信号Ｂ）に入力すると、割算結果Ｂ／Ａが電圧レ
ベル（電気信号Ｃ）で割算出力端子１２に現われる。

割算出力端子１２の出力電圧Ｂ／Ａ＝Ｃと基準電気信号
Ｄ（電圧レベル）は１１からコンパレータ１０に入力す
る。

出力端子１２の出力電圧Ｃが基準電気信号入力端子１１
の電圧りより大きい時即ちＣ＞Ｄの時に異常電流と判断
し、コンパレータ１０が作動し、スイッチ２のトリップ
装置２３を作動させる。

この場合基準電気信号Ｄ（電圧レベル）は次式で求める
のが一般的であって、透抄装置の異常電流を確実にキャ
ッチし、透析装置を確実に保護することができる。

但し、ＩＬ：透析液あるいは電解液の電導塵または濃度
における限界電流 ＩＦ：実際の透析電流あるいは電解電流 Ｃｏ ：透析液あるいは電解液の電導塵または濃度αに
対して予め定められ た流そうとする電流βの比β／α ＝ｃ。

以上の説明において、分子入力と分母入力が置き換って
Ａ／Ｂの割算をしてもよい。

この場合は出力端子１２の出力電圧Ｃが基準電気信号１
１のの電圧りより小さい時即ちＣ＜Ｄの時に、異常電流
と判断しコンパレータ１０が作動することになる。

また、第１図における異常電流検出機構２２として、第
２図に示すコンパレータ２６を使用してもよい。

該コンパレータ２６は、電流検出入力端子２４の電気信
号レベルが電導度検出入力端子２５の電気信号レベルよ
り高いときに作動し、コンパレータ出力端子２７の信号
によりトリップ装置２３が作動し、スイッチ２が開路し
、サイリスク整流器４が停止するように構成しておくと
よい。

勿論電導度検出入力端子２５の電気信号レベルは、予め
適当な比例定数を乗するなどして、そのときの電導塵に
おける限界電流値或は、安全性をみて、限界電流値より
やや低目の値とし、電流検出入力端子２４の電気信号レ
ベルト同じディメンションにしておくとよい。

以上述べたような方法により、容易に異常電流を検出す
ることができ、透析装置の異常電流による損傷等を免か
れ得ることは、透析装置プロセスにとって大きな利点で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の説明概略図、第２図は、第１図にお
ける異常電流検出機構２２の別態様を夫夫示す。 １は交流電源、２は開閉スイッチ、３は変圧器４はサイ
リスク整流器、５は電流検出器、６は電導度検出器、７
は比較増巾器、８はパルス移相器、９は割算器、１０は
コンパレータ、１１は基準電気信号入力端子、１２は割
算出力端子、１３は透析装置、１４．１５は電極、１６
，１７．１８はポンプ、１９，２０．２１はタンク、２
２は異常電流検出機構、２３はトリップ装置、２４は電
流検出入力端、２５は電導度検出入力端、２６はコンパ
レータ及び２７は出力端である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気透析装置あるいは電解透析装置において、透析
   電流あるいは電解電流を、直接または間接に、透析液あ
   るいは電解液の電導塵または濃度に基づいて得られた基
   準値と比較することによって、異常電流を検出すること
   を特徴とする電気透析装置あるいは電解透析装置の異常
   電流検出方法。 ２ 透析液あるいは電解液の電導塵または濃度を電気信
   号Ａに変換し、その電導塵または濃度における透析電流
   あるいは電解電流を電気信号Ｂに変換し、Ｂ／Ａまたは
   Ａ／Ｂを算出し、その結果を電気信号Ｃに変換し、該電
   気信号Ｃと基準電気信号りとを比較して、Ｂ／Ａ＝Ｃの
   ときはＤ＜Ｃとなった場合、Ａ／Ｂ＝ＣのときはＤ＞Ｃ
   となった場合に、夫々異常電流と判断して行う特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ 基準電気信号りとして、 を用いて行う特許請求の範囲第２項記載の方法ただし、 ■Ｌ：透析液あるいは電解液の電導塵または濃度におけ
   る限界電流 １Ｆ：実際の透析電流あるいは電解電流 Ｃｏ：透析液あるいは電解液の電導塵または濃度αに対
   して予め定められた流そうとす る電流βの比β／α＝ｃ。 Ｃ！ｏ：α／β＝Ｃ／。