JP3575741B2

JP3575741B2 - Electrolyzed water generator

Info

Publication number: JP3575741B2
Application number: JP18923199A
Authority: JP
Inventors: 弘城山口
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001009454A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定濃度の希薄塩水を電気分解して電解水を生成するための電解水生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置の一形式として、特開平１０−６６９７３号公報に示されているように、電解槽と、高濃度塩水を貯留する塩水タンクと、前記電解槽へ水を連続して供給する給水手段と、前記電解槽へ供給される途中の水に前記塩水タンクの高濃度塩水を設定量混入させて所定濃度の希薄塩水とする塩水混入手段と、前記電解槽を構成する一対の電極間に所定の電圧を印加する定電圧電源を備えた電解水生成装置がある。
【０００３】
当該形式の電解水生成装置においては、所定濃度の希薄食塩水等、希薄塩水を被電解水として電気分解して電解水を生成するもので、安定した一定のｐＨ、有効塩素濃度の特性を有する電解水を生成すべく、電解槽の両電極間を流れる電流を所定の一定電流値に設定する方法が採られる。この場合、供給される被電解水の濃度の変動、供給すべき電流値の変動等電解の変動要因により、被電解水の電気分解時の両電極間を流れる電流値が設定電流値に対して増減する変動が生じることがある。電流値にこのような変動が生じると、安定した一定のｐＨ、有効塩素濃度の特性を有する電解水を生成することができなくなる。
【０００４】
これに対処するため、上記した公報に示されている電解水生成装置においては、両電極間を流れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段により検出される電流値に基づいて塩水混入手段を制御する制御手段を設けて、塩水混入手段による高濃度塩水の供給量を、電流検出手段により検出される電流値が設定電流値より高い場合には減量し、かつ、検出される電流値が設定電流値より低い場合には増量することにより、両電極間の電流を設定電流値に制御するフィードバック制御方法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該形式の電解水生成装置においては、被電解水である希薄塩水の濃度を変更することにより、生成される電解水の特性を所望の特性に変更する方法が採られるが、被電解水の濃度を変更するには、高濃度塩水の供給水への混入量（設定混入量）を変更する方法が採られる。
【０００６】
この場合、当該形式の電解水生成装置において、異なる塩濃度の希薄塩水を被電解水とする運転条件で上記したフィードバック制御を行うと、同フィードバック制御量（高濃度塩水の制御量／電流値差）が一定であることから、上記した運転条件により高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響が異なることになる。すなわち、高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響は、濃度が低い希薄塩水を被電解水とする運転では大きく、かつ、濃度が高い希薄塩水を被電解水とする運転では小さくて、これらの電流値制御には大きなバラツキが生じることになる。このため、運転条件によっては、電流値制御の精度が大きく低下することがある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、当該形式の電解水生成装置において、電流値のフィードバック制御の運転条件による精度のバラツキを解消することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は電解水生成装置に関するもので、電解槽と、高濃度塩水を貯留する塩水タンクと、前記電解槽へ水を連続して供給する給水手段と、前記電解槽へ供給される途中の水に前記塩水タンクの高濃度塩水を設定量混入させて所定濃度の希薄塩水とする塩水混入手段と、前記電解槽を構成する一対の電極間に所定の電圧を印加する定電圧電源と、前記両電極間を流れる電流を検出する電流検出手段と、同電流検出手段により検出される電流値が設定電流値より高い場合には前記塩水混入手段による高濃度塩水の供給量を減量するとともに前記検出される電流値が設定電流値より低い場合には前記塩水混入手段による高濃度塩水の供給量を増量して前記両電極間の電流を設定電流値に制御するフィードバック制御手段を備えている形式の電解水生成装置を適用対象とするものである。
【０００９】
しかして、本発明は、上記した形式の電解水生成装置において、前記電解槽に供給される希薄塩水の濃度を所望の濃度に変更したとき、変更した希薄塩水の所望濃度に基づいて定めた高濃度塩水の設定混入量に応じて前記フィードバック制御手段の制御下にて前記塩水混入手段によって増減される高濃度塩水のフィードバック制御量を増減する制御手段を設けたことに特徴がある。
【００１０】
上記のように構成した本発明による電解水生成装置において、前記塩水混入手段として間欠的に吐出動作を行うパルス駆動式の供給ポンプが採用されている場合には、前記フィードバック制御手段を、同供給ポンプの吐出動作回数を増減制御するように構成することができる。
【００１１】
【発明の作用・効果】
本発明に係る電解生成装置の第１の電解生成装置によれば、被電解水である希薄塩水の設定濃度に応じてフィードバック制御量（高濃度塩水の制御量／電流値差）が変更されるため、異なる塩濃度の希薄塩水を被電解水とする各運転条件における高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響を略一定にすることができる。このため、高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響は、濃度が低い希薄塩水を被電解水とする運転時においても、また、濃度が高い希薄塩水を被電解水とする運転時においても変わることはなくて、電流値制御には大きなバラツキが生じることはなく、運転条件の如何に関わらず、電流値制御を一定の高い精度に維持することができる。
【００１２】
また、本発明に係る電解生成装置の第２の電解生成装置によれば、検出電流値と設定電流値の差が所定値未満の場合にはフィードバック制御が規制されるので、電流値のわずかな変動に対しては高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響を解消することができて、異なる塩濃度の希薄塩水を被電解水とする各運転条件における高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響を略一定にすることができる。これにより、高濃度塩水の制御量の電流値に及ぼす影響は、濃度が低い希薄塩水を被電解水とする運転時においても、また、濃度が高い希薄塩水を被電解水とする運転時においても変わることはなくて、電流値制御には大きなバラツキが生じることはなく、運転条件の如何に関わらず、電流値制御を一定の高い精度に維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明すると、図１は本発明の一例に係る電解水生成装置が概略的に示されている。当該電解水生成装置は、電解部１０、給水部２０、および塩水混入部３０を主要構成部とするとともに、定電圧電源４１、電流検出手段である電流計４２、および電気制御回路４３を備えている。
【００１４】
電解部１０は、有隔膜電解槽１１と、各電極１２ａ，１２ｂを配設されて形成された一対の電解室１３ａ，１３ｂとからなり、各電解室１３ａ，１３ｂには、被電解水を導入する導入管１４ａ，１４ｂが連結されているとともに、生成される電解水を導出するための導出管１５ａ，１５ｂが連結されている。
【００１５】
給水部２０は、電解槽１１への給水手段を構成する第１給水管２１と、第１給水管２１の途中に介装された減圧弁２２ａおよび電磁弁２２ｂを備えるとともに、塩水混入部３０の塩水タンク３１への給水手段を構成する第２給水管２３と、第２給水管２３の途中に介装された電磁弁２４を備えている。第１給水管２１は、水道管等の外部水源に連結されているもので、各導入管１４ａ，１４ｂに連結されていて、電磁弁２２ｂの開放時には減圧弁２２ａにて所定圧以下に保持された水を電解槽１１側へ供給する。第２給水管２３は、第１給水管２１から分岐しているもので、塩水タンク３１の開口部の上方に臨んでいて、電磁弁２４の解放時には水を塩水タンク３１に供給する。
【００１６】
塩水混入部３０は、塩水タンク３１と、塩水供給管３２と、塩水供給管３２の途中に介装された供給ポンプ３３ａおよび減圧弁３３ｂと、フロートスイッチ３４を備えているもので、塩水供給管３２は塩水タンク３１の底部を液密的に貫通して塩水タンク３１内にて所定の高さまで延びているとともに、第１給水管２１に連結されている。塩水タンク３１は、循環管３５とオーバフロー管３６を備えており、循環管３５の途中には循環ポンプ３７が介装されている。
【００１７】
塩水タンク３１は、高濃度塩水を調製して貯留させているもので、高濃度塩水の供給源として機能する。当該電解水生成装置においては、高濃度塩水は飽和食塩水であって、塩水タンク３１には多量の食塩が供給されているとともに、第２給水管２３から随時水が供給されるもので、塩水タンク３１内の塩水は循環ポンプ３７の駆動により循環して均一な飽和食塩水に調製される。飽和食塩水は、塩水タンク３１内の底部に残留する食塩の上部に位置している。フロートスイッチ３４は、塩水タンク３１内の上限水位と下限水位を検出するものである。
【００１８】
供給ポンプ３３ａは、間欠的に吐出動作を行うパルス駆動式の供給ポンプであって、ソレノイドへの通電によりプランジャを往復動してダイヤフラムを往復動作させることにより、第１給水管２１を流れる水中に塩水タンク３１内の飽和食塩水を間欠的の供給して混入する。これにより、第１給水管２１内においては所定濃度の希薄食塩水が連続的に調製されて、調製された所定濃度の希薄食塩水は被電解水として、第１給水管２１から各導入管１４ａ，１４ｂを通して各電解室１３ａ，１３ｂに供給される。被電解水の食塩濃度は、供給ポンプ３３ａの駆動を制御することにより、適宜変更することができる。
【００１９】
定電圧電源４１は、電解槽１１に配設されている各電極１２ａ，１２ｂに接続されていて、各電極１２ａ，１２ｂに定電圧の直流電圧を印加すべく機能する。また、電流計４２は電極１２ｂへの電圧印加回路に分流器４４を介して接続されていて、運転時における両電極１２ａ，１２ｂ間を流れる電流値を検出する。
【００２０】
電気制御回路４３は、マイクロコンピュータにより構成されているもので、電磁弁２２ｂ，２４、供給ポンプ３３ａ、フロートスイッチ３４、循環ポンプ３７、定電圧電源４１、および電流計４２に接続されている。電気制御回路４３は、図２または図６に示すフローチャートに対応するプログラムを実行して、電磁弁２２ｂ，２４、供給ポンプ３３ａ、循環ポンプ３７、定電圧電源４１の作動を制御する。
【００２１】
当該電解水生成装置を使用して電解水を生成するには、ｐＨ、有効塩素濃度等の安定した一定した特性を有する電解水を得るため、電解槽１１内の各電極１２ａ，１２ｂ間を流れる電流値を設定し、被電解水の食塩濃度（供給ポンプ３３ａの吐出回数）を設定し、かつ、被電解水の濃度とフィードバック制御の制御量との関係を設定しておく。例えば、電流値を２５Ａに設定した状態にて、被電解水の濃度を「吐出回数２１０回／分…高い濃度の被電解水」又は「２０回／分…低い濃度の被電解水」に設定する。また、フィードバック制御の制御量（高濃度食塩水の供給量／電流値差）と、被電解水の設定濃度（設定吐出回数／分）との関係を、図３（ａ）または図３（ｂ）に示すように設定する。なお、本発明において、フィードバック制御の制御量とは、運転時に両電極１２ａ，１２ｂ間を流れる電流値（Ｉ）と設定電流値（Ｉ0）との差に対する高濃度食塩水の供給量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を意味し、被電解水の設定濃度（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）とフィードバック制御量とは比例関係に設定している。
【００２２】
当該電解水生成装置においては、以上の設定を行って運転を開始するが、運転に先だって塩水タンク３１に大量の食塩を供給し、その後、電源スイッチを投入する。食塩はその消費量に応じて随時補給する。電源スイッチの投入により、電気制御回路４３は、図２のステップ５０にてプログラムの実行を開始する。なお、当該電解水生成装置においては、従来の制御をも実施して、本発明の制御と従来の制御の結果を比較した。但し、従来の制御では、被電解水の設定濃度が低い場合にも、上記した被電解水の設定濃度が高い場合と同じ設定、すなわち、（供給ポンプ３３ａの吐出回数／回）を吐出回数２１０回／分に設定している。
【００２３】
電気制御回路４３は、ステップ５１にて塩水タンク３１内へ水を補給して、高濃度食塩水を調製する処理を実行する。当該処理においては、塩水タンク３１内の水位が最高設定水位に達したことをフロートスイッチ３４が検出するまで電磁弁２２ｂが開放されて水が供給されるとともに、循環ポンプ３７の駆動により塩水タンク３１内の水が循環されて、食塩をほぼ飽和状態に溶解した均一な高濃度食塩水が調製される。この高濃度食塩水の調製操作は、塩水タンク３１内の水位が最低設定水位に達したことをフロートスイッチ３４が検出した際に繰り返し行われる。高濃度食塩水の調製終了後、電気制御回路４３はステップ５２にて電解水の生成を開始する。
【００２４】
電気制御回路４３は、ステップ５２にて、設定された被電解水の設定濃度に基づいて供給ポンプ３３ａの吐出回数／分を決定するとともに、設定された電流値（設定電流値Ｉ0）に基づいてフィードバック制御量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）／電流値（Ｉ0−Ｉ）を決定する。次いで、電磁弁２２ｂを開放するとともに供給ポンプ３３ａを駆動し、かつ、各電極１２ａ，１２ｂには設定電流値Ｉ0となるように定電圧が印加される。これにより、第１給水管２１内では高濃度食塩水が水に混入されて設定された希薄濃度の食塩水が調製され、調製された希薄食塩水は被電解水として各導入管１４ａ，１４ｂを通して各電解室１３ａ，１３ｂに供給される。各電解室１３ａ，１３ｂでは電解水が生成され、導出管１５ａからは酸性水が流出され、かつ、導出管１５ｂからはアルカリ性水が流出されれる。
【００２５】
電気制御回路４３は、ステップ５３にてタイマーを作動して所定時間経過後にステップ５４において、電流計４２により検出された電流値（検出電流値Ｉ）と設定電流値（Ｉ０）とを比較判定し、検出電流値（Ｉ）が設定電流値（Ｉ０）と等しい場合にはプログラムをステップ５３に戻す。
【００２６】
また、検出電流値（Ｉ）が設定電流値（Ｉ０）より大きい場合には、ステップ５５にて予めステップ５２で設定されているフィードバック制御量に基づいて、混入される高濃度食塩水の混入量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を減少させて、プログラムをステップ５３に戻す。検出電流値（Ｉ）が設定電流値（Ｉ０）より小さい場合には、ステップ５６にて予めステップ５２で設定されているフィードバック制御量に基づいて、混入される高濃度食塩水の混入量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を増大させて、プログラムをステップ５３に戻す。
【００２７】
電気制御回路４３は、当該電解水生成装置の運転終了まで以上のプログラムの実行を行って、運転中の両電極１２ａ，１２ｂ間を流れる電流値（Ｉ）が設定電流値（Ｉ０）に近似するように制御する。制御の結果を図４および図５のグラフに示す。図４（ａ），（ｂ）は、設定電流値（Ｉ０）を２５Ａで被電解水の濃度（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を吐出回数２１０回／分に設定した場合の、本発明の制御および従来の制御の結果を示し、図５（ａ），（ｂ）は、設定電流値（Ｉ０）を２５Ａで被電解水の濃度（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を吐出回数２０回／分に設定した場合の、本発明の制御および従来の制御の結果を示している。本発明の制御においては、運転条件の如何に関わらず電流値の変動は小さくて高い精度を示しているのに対して、従来の制御においては、電流値の変動が大きいとともに、運転条件の相違によっても電流値の変動に差が認められ、フィードバック制御の精度が低いことを示している。
【００２８】
図６は、本発明の第２のフィードバック制御のプログラムを実行するためのフローチャートを示している。当該制御においては、電気制御回路４３は、図６のステップ６０にてプログラムの実行を開始し、ステップ６１にて塩水タンク３１内へ水を補給して、高濃度食塩水を調製する処理を実行する。
【００２９】
当該処理においては、塩水タンク３１内の水位が最高設定水位に達したことをフロートスイッチ３４が検出するまで電磁弁２２ｂが開放されて水が供給されるとともに、循環ポンプ３７の駆動により塩水タンク３１内の水が循環されて、食塩をほぼ飽和状態に溶解した均一な高濃度食塩水が調製される。この高濃度食塩水の調製操作は、塩水タンク３１内の水位が最低設定水位に達したことをフロートスイッチ３４が検出した際に繰り返し行われる。高濃度食塩水の調製終了後、電気制御回路４３はステップ６２にて電解水の生成を開始する。
【００３０】
電気制御回路４３は、ステップ６２にて、設定された被電解水の設定濃度に基づいて供給ポンプ３３ａの吐出回数／分を決定し、設定された電流値（設定電流値Ｉ0）に基づいてフィードバック制御量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）／電流値（Ｉ0−Ｉ）を決定し、制御の非作動範囲（最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘ）を決定する。次いで、電磁弁２２ｂを開放するとともに供給ポンプ３３ａを駆動し、かつ、各電極１２ａ，１２ｂには設定電流値Ｉ0となるように定電圧が印加される。これにより、第１給水管２１内では高濃度食塩水が水に混入されて設定された希薄濃度の食塩水が調製され、調製された希薄食塩水は被電解水として各導入管１４ａ，１４ｂを通して各電解室１３ａ，１３ｂに供給される。各電解室１３ａ，１３ｂでは電解水が生成され、導出管１５ａからは酸性水が流出され、かつ、導出管１５ｂからはアルカリ性水が流出される。
【００３１】
電気制御回路４３は、ステップ６３にてタイマーを作動して所定時間経過後、ステップ６４において、電流計４２により検出された電流値（検出電流値Ｉ）と設定された最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘとを比較判定し、検出電流値（Ｉ）が最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘの範囲にある場合にはプログラムをステップ６３に戻し、検出電流値（Ｉ）が最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘの範囲を外れる場合には、プログラムをステップ６５に進める。
【００３２】
電気制御回路４３は、ステップ６５にて検出電流値（Ｉ）と最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘを比較判定し、検出電流値（Ｉ）が最小電流値Ｉｍｉｎより小さい場合には、ステップ６６にて予めステップ６２で設定されているフィードバック制御量に基づいて、混入される高濃度食塩水の混入量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を増大させて、プログラムをステップ６３に戻す。また、検出電流値（Ｉ）が最大電流値Ｉｍａｘより大きい場合には、ステップ６７にて予めステップ６２で設定されているフィードバック制御量に基づいて、混入される高濃度食塩水の混入量（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を減少させて、プログラムをステップ６３に戻す。
【００３３】
電気制御回路４３は、当該電解水生成装置の運転終了まで以上のプログラムの実行を行って、運転中の両電極１２ａ，１２ｂ間を流れる電流値（Ｉ）が設定電流値（Ｉ０）に近似するように制御する。制御の結果を図７のグラフに示す。同図は、設定電流値（Ｉ０）を２５Ａで被電解水の濃度（供給ポンプ３３ａの吐出回数／分）を吐出回数２１０回／分に設定した場合の運転条件のもので、同図（ａ）は本発明の制御における設定電流値Ｉ０、設定された最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘ、および検出電流値Ｉの関係を示すグラフであり、同図（ｂ）は従来の制御の結果を示すグラフである。本発明の制御においては、電流値（Ｉ）は理想的には最小電流値Ｉｍｉｎ〜最大電流値Ｉｍａｘ内に制御するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解水生成装置の一例を示す概略的構成図である。
【図２】同電解水生成装置の電気制御回路により実行される第１の制御のフローチャートである。
【図３】同制御におけるフィードバック制御量と高濃度食塩水の設定混入量との関係を示すグラフ（ａ）、および同関係の他の例を示すグラフ（ｂ）である。
【図４】所定の運転条件における、同制御の結果を示すグラフ（ａ）および従来の制御の結果を示すグラフ（ｂ）である。
【図５】異なる運転条件における、同制御の結果を示すグラフ（ａ）および従来の制御の結果を示すグラフ（ｂ）である。
【図６】同電解水生成装置の電気制御回路により実行される第２の制御のフローチャートである。
【図７】所定の運転条件における、同制御の結果を示すグラフ（ａ）および従来の制御の結果を示すグラフ（ｂ）である。
【符号の説明】
１０…電解部、１１…電解槽、１２ａ，１２ｂ…電極電極、１３ａ，１３ｂ…電解室、１４ａ，１４…導入管、１５ａ，１５ｂ…導出管、２０…給水部、２１…第１給水管、２２ａ…減圧弁、２２ｂ…電磁弁、２３…第２給水管、２４…電磁弁、３０…塩水混入部、３１…塩水タンク、３２…塩水供給管、３３ａ…供給ポンプ、３３ｂ…減圧弁、３４…フロートスイッチ、３５…循環管、３６…オーバフロー管、３７…循環ポンプ、４１…定電圧電源、４２…電流計、４３…電気制御回路、４４…分配器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolyzed water generator for electrolyzing dilute brine having a predetermined concentration to generate electrolyzed water.
[0002]
[Prior art]
As one type of the electrolyzed water generation apparatus, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-66973, an electrolysis tank, a salt water tank for storing high-concentration salt water, and water supply for continuously supplying water to the electrolysis tank Means, salt water mixing means for mixing a set amount of high-concentration salt water in the salt water tank into water in the course of being supplied to the electrolytic cell to make a diluted salt water of a predetermined concentration, and between a pair of electrodes constituting the electrolytic cell There is an electrolyzed water generating apparatus provided with a constant voltage power supply for applying a predetermined voltage.
[0003]
In this type of electrolyzed water generating apparatus, the electrolyzed water is generated by electrolyzing dilute salt water as the water to be electrolyzed, such as a dilute saline solution having a predetermined concentration, and has characteristics of stable and constant pH and effective chlorine concentration. In order to generate electrolyzed water, a method of setting a current flowing between both electrodes of the electrolytic cell to a predetermined constant current value is adopted. In this case, the current value flowing between the two electrodes at the time of electrolysis of the electrolyzed water varies with respect to the set current value due to fluctuations in the concentration of the electrolyzed water to be supplied, fluctuations in the electrolysis such as fluctuations in the current value to be supplied. There may be fluctuations that increase or decrease. When such a fluctuation occurs in the current value, it becomes impossible to generate electrolytic water having characteristics of stable and constant pH and effective chlorine concentration.
[0004]
In order to cope with this, in the electrolyzed water generating apparatus disclosed in the above-mentioned publication, current detecting means for detecting a current flowing between both electrodes, and salt water mixing means based on a current value detected by the current detecting means. Is provided, the supply amount of the high-concentration salt water by the salt water mixing means is reduced when the current value detected by the current detection means is higher than the set current value, and the detected current value is reduced. When the current is lower than the set current value, a feedback control method of controlling the current between both electrodes to the set current value by increasing the amount is adopted.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the electrolyzed water generation apparatus of this type, a method is employed in which the characteristics of the generated electrolyzed water are changed to desired characteristics by changing the concentration of the diluted salt water that is the electrolyzed water. In order to change the concentration, a method of changing the mixing amount (set mixing amount) of the high-concentration salt water into the supply water is adopted.
[0006]
In this case, when the above-described feedback control is performed in the electrolysis water generating apparatus of this type under the operating conditions in which the dilute brine having a different salt concentration is used as the electrolyzed water, the feedback control amount (control amount of high-concentration brine / current difference ) Is constant, the effect of the control amount of the high-concentration salt water on the current value differs depending on the operating conditions described above. That is, the effect of the control amount of the high-concentration salt water on the current value is large in the operation in which the low-concentration diluted salt water is used as the electrolyzed water, and is small in the operation in which the high-concentration diluted salt water is used as the electrolyzed water. In the current value control, a large variation occurs. For this reason, the accuracy of the current value control may be significantly reduced depending on the operating conditions.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to eliminate variations in accuracy due to operating conditions of current value feedback control in an electrolyzed water generation device of this type.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an electrolyzed water generating apparatus, and includes an electrolyzer, a salt water tank for storing high-concentration salt water, water supply means for continuously supplying water to the electrolyzer, and water being supplied to the electrolyzer. A salt water mixing means for mixing a set amount of high-concentration salt water in the salt water tank into a diluted salt water having a predetermined concentration, a constant voltage power supply for applying a predetermined voltage between a pair of electrodes constituting the electrolytic cell, and current detecting means for detecting a current flowing between the electrodes, when the current value detected by the current detection means is higher than the set current value is the detected while reduced the supply of high concentration salt water by the salt water contaminated means If the current value is lower than the set current value, the electrolytic solution of the type comprising feedback control means for controlling the current between the two electrodes to a set current value by increasing the supply amount of the high-concentration salt water by the salt water mixing means. water It is an a forming apparatus applied.
[0009]
Thus, the present invention is Oite the electrolytic water generation apparatus of the type noted above, wherein, when the concentration of dilute brine supplied to the electrolytic cell was changed to a desired concentration, based on the desired concentration of dilute brine changing It is characterized in that there is provided control means for increasing or decreasing the feedback control amount of the high-concentration salt water which is increased or decreased by the salt water mixing means under the control of the feedback control means in accordance with the set mixing amount of the high-concentration salt water.
[0010]
In the electrolyzed water generation apparatus according to the present invention configured as described above, when a pulse-driven supply pump that performs an intermittent discharge operation is adopted as the saltwater mixing means, the feedback control means is supplied with the same. The number of discharge operations of the pump may be controlled to increase or decrease.
[0011]
[Action and Effect of the Invention]
According to the first electrolysis generation device of the electrolysis generation device according to the present invention, the feedback control amount (the control amount of high-concentration brine / current difference) is changed according to the set concentration of the dilute salt water that is the water to be electrolyzed. Therefore, it is possible to make the effect of the control amount of the high concentration salt water on the current value substantially constant under each operating condition in which the dilute salt water having different salt concentrations is the electrolyzed water. For this reason, the influence of the control amount of the high-concentration salt water on the current value is affected even during operation in which low-concentration diluted salt water is used as the electrolyzed water, and also in operation in which high-concentration diluted salt water is used as the electrolyzed water. There is no change, and there is no large variation in the current value control, and the current value control can be maintained at a constant high accuracy regardless of the operating conditions.
[0012]
Further, according to the second electrolysis generation device of the electrolysis generation device according to the present invention, when the difference between the detected current value and the set current value is less than the predetermined value, the feedback control is restricted, so that the The effect on the current value of the control amount of the high-concentration salt water can be eliminated with respect to fluctuations, and the current value of the control amount of the high-concentration salt water under each operating condition using dilute salt water with different salt concentrations as the electrolyzed water Can be made substantially constant. As a result, the effect of the control amount of the high-concentration salt water on the current value is affected even during the operation in which the low-concentration diluted salt water is used as the electrolyzed water, and also in the operation in which the high-concentration diluted salt water is used as the electrolyzed water. There is no change, and there is no large variation in the current value control, and the current value control can be maintained at a constant high accuracy regardless of the operating conditions.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an electrolyzed water generating apparatus according to an example of the present invention. The electrolyzed water generation apparatus includes an electrolysis unit 10, a water supply unit 20, and a saltwater mixing unit 30 as main components, and includes a constant voltage power supply 41, an ammeter 42 serving as current detection means, and an electric control circuit 43. I have.
[0014]
The electrolysis unit 10 includes a diaphragm electrolyzer 11 and a pair of electrolysis chambers 13a and 13b provided with the electrodes 12a and 12b. Water to be electrolyzed is introduced into the electrolysis chambers 13a and 13b. The introduction pipes 14a and 14b are connected, and the extraction pipes 15a and 15b for leading out the generated electrolyzed water are connected.
[0015]
The water supply unit 20 includes a first water supply pipe 21 constituting a means for supplying water to the electrolytic tank 11, a pressure reducing valve 22 a and a solenoid valve 22 b provided in the middle of the first water supply pipe 21, and A second water supply pipe 23 constituting a means for supplying water to the salt water tank 31 is provided with an electromagnetic valve 24 interposed in the second water supply pipe 23. The first water supply pipe 21 is connected to an external water source such as a water pipe, and is connected to each of the introduction pipes 14a and 14b. When the solenoid valve 22b is opened, the first water supply pipe 21 is maintained at a predetermined pressure or less by the pressure reducing valve 22a. The water is supplied to the electrolytic cell 11 side. The second water supply pipe 23 branches off from the first water supply pipe 21 and faces above the opening of the salt water tank 31, and supplies water to the salt water tank 31 when the solenoid valve 24 is opened.
[0016]
The saltwater mixing section 30 includes a saltwater tank 31, a saltwater supply pipe 32, a supply pump 33a and a pressure reducing valve 33b interposed in the middle of the saltwater supply pipe 32, and a float switch 34. Numeral 32 penetrates the bottom of the salt water tank 31 in a liquid-tight manner, extends to a predetermined height in the salt water tank 31, and is connected to the first water supply pipe 21. The salt water tank 31 includes a circulation pipe 35 and an overflow pipe 36, and a circulation pump 37 is provided in the middle of the circulation pipe 35.
[0017]
The salt water tank 31 prepares and stores high-concentration salt water, and functions as a supply source of high-concentration salt water. In the electrolyzed water generator, the high-concentration salt water is a saturated salt solution, and a large amount of salt is supplied to the salt water tank 31 and water is supplied from the second water supply pipe 23 as needed. The salt water in the tank 31 is circulated by driving the circulation pump 37 to prepare a uniform saturated saline solution. The saturated salt solution is located above salt remaining at the bottom in the salt water tank 31. The float switch 34 detects an upper limit water level and a lower limit water level in the salt water tank 31.
[0018]
The supply pump 33a is a pulse-driven supply pump that performs a discharge operation intermittently. The supply pump 33a reciprocates a plunger by energizing a solenoid to reciprocate a diaphragm, so that the water flows through the first water supply pipe 21. The saturated saline solution in the salt water tank 31 is intermittently supplied and mixed. As a result, a diluted saline solution having a predetermined concentration is continuously prepared in the first water supply pipe 21, and the prepared diluted saline solution having the predetermined concentration is used as electrolyzed water from the first water supply pipe 21 to each of the inlet pipes 14 a. , 14b to the respective electrolysis chambers 13a, 13b. The salt concentration of the electrolyzed water can be appropriately changed by controlling the driving of the supply pump 33a.
[0019]
The constant voltage power supply 41 is connected to each of the electrodes 12a and 12b provided in the electrolytic cell 11, and functions to apply a constant DC voltage to each of the electrodes 12a and 12b. The ammeter 42 is connected to a voltage application circuit for the electrode 12b via a shunt 44, and detects a current value flowing between the electrodes 12a and 12b during operation.
[0020]
The electric control circuit 43 is constituted by a microcomputer, and is connected to the solenoid valves 22b and 24, the supply pump 33a, the float switch 34, the circulation pump 37, the constant voltage power supply 41, and the ammeter 42. The electric control circuit 43 executes a program corresponding to the flowchart shown in FIG. 2 or FIG. 6 to control the operations of the solenoid valves 22b and 24, the supply pump 33a, the circulation pump 37, and the constant voltage power supply 41.
[0021]
In order to generate electrolyzed water using the electrolyzed water generation device, the electrolyzed water flows between the electrodes 12a and 12b in the electrolysis tank 11 in order to obtain electrolyzed water having stable and constant characteristics such as pH and effective chlorine concentration. The current value is set, the salt concentration of the electrolyzed water (the number of discharges of the supply pump 33a) is set, and the relationship between the electrolyzed water concentration and the control amount of the feedback control is set. For example, in a state where the current value is set to 25 A , the concentration of the electrolyzed water is set to “the number of discharges 210 times / minute: high concentration of electrolyzed water ” or “ 20 times / minute: low concentration of electrolyzed water ” . I do. FIG. 3 (a) or FIG. 3 (b) shows the relationship between the control amount of feedback control (supply amount of high-concentration saline solution / current value difference) and the set concentration of the electrolyzed water (set discharge frequency / min). ). In the present invention, the control amount of the feedback control means the supply amount (supply pump) of the high-concentration saline with respect to the difference between the current value (I) flowing between the electrodes 12a and 12b and the set current value (I0) during operation. 33a), and the set concentration of the electrolyzed water (the number of discharges / minute of the supply pump 33a) and the feedback control amount are set in a proportional relationship.
[0022]
In the electrolyzed water production apparatus, starts operation by performing the above setting, to supply a large amount of salt in the prior brine tank 31 into operation, then, put the power switch. Food salt is replenished from time to time in accordance with the consumption amount. When the power switch is turned on, the electric control circuit 43 starts executing the program in step 50 of FIG. In addition, in the said electrolyzed water generation apparatus, the conventional control was also implemented and the control of this invention and the result of the conventional control were compared. However, in the conventional control, even when the set concentration of the electrolyzed water is low, the same setting as when the set concentration of the electrolyzed water is high, that is, (the number of discharges / times of the supply pump 33a) is set to the number of times of discharge 210 Set to times / minute.
[0023]
The electric control circuit 43 executes a process of replenishing water into the salt water tank 31 in step 51 to prepare a high-concentration saline solution. In this process, the electromagnetic valve 22b is opened to supply water until the float switch 34 detects that the water level in the salt water tank 31 has reached the maximum set water level, and water is supplied. The internal water is circulated to prepare a uniform high-concentration saline solution in which the salt is dissolved in a substantially saturated state. The operation of preparing the high-concentration saline solution is repeatedly performed when the float switch 34 detects that the water level in the salt water tank 31 has reached the minimum set water level. After the preparation of the high-concentration saline solution, the electric control circuit 43 starts generating the electrolyzed water in step 52.
[0024]
In step 52, the electric control circuit 43 determines the number of discharges / minute of the supply pump 33a based on the set concentration of the electrolyzed water, and based on the set current value (set current value I0). The feedback control amount (the number of discharges / minute of the supply pump 33a) / current value (I0-I) is determined. Next, the solenoid valve 22b is opened, the supply pump 33a is driven, and a constant voltage is applied to each of the electrodes 12a and 12b so as to have the set current value I0. As a result, in the first water supply pipe 21, high-concentration saline is mixed with water to prepare a set diluted saline, and the prepared diluted saline is passed through the introduction pipes 14a and 14b as water to be electrolyzed. It is supplied to each of the electrolysis chambers 13a and 13b. Electrolytic water is generated in each of the electrolysis chambers 13a and 13b, so that acidic water flows out of the outlet pipe 15a and alkaline water flows out of the outlet pipe 15b.
[0025]
The electric control circuit 43 activates the timer in step 53, and after a predetermined time elapses, in step 54, compares and determines the current value (detected current value I) detected by the ammeter 42 with the set current value (I0). If the detected current value (I) is equal to the set current value (I0), the program returns to step 53.
[0026]
On the other hand, if the detected current value (I) is larger than the set current value (I0), the mixed amount of the high-concentration saline solution mixed in Step 55 based on the feedback control amount set in advance in Step 52. (The number of discharges / min of the supply pump 33a) is reduced, and the program returns to step 53. If the detected current value (I) is smaller than the set current value (I0), the mixing amount (supply amount) of the high-concentration saline solution to be mixed is determined in step 56 based on the feedback control amount set in advance in step 52. The number of times of discharge of the pump 33a / min) is increased, and the program returns to step 53.
[0027]
The electric control circuit 43 executes the above program until the operation of the electrolyzed water generation device is completed, and the current value (I) flowing between the both electrodes 12a and 12b during operation approximates the set current value (I0). Control. The results of the control are shown in the graphs of FIGS. FIGS. 4A and 4B show the present invention when the set current value (I0) is 25 A and the concentration of the electrolyzed water (the number of discharges / minute of the supply pump 33a) is set to 210 times / minute. 5 (a) and 5 (b) show the results of the control of FIG. 5 and the conventional control. FIGS. 5 (a) and 5 (b) show that the set current value (I0) is 25A and the concentration of the electrolyzed water (the number of discharges / min of the supply pump 33a) is set to 20. The results of the control of the present invention and the conventional control when the number of rotations is set to times / minute are shown. In the control of the present invention, the variation of the current value is small and high accuracy is shown regardless of the operating conditions, whereas in the conventional control, the variation of the current value is large and Also shows a difference in the fluctuation of the current value, indicating that the accuracy of the feedback control is low.
[0028]
FIG. 6 shows a flowchart for executing the second feedback control program of the present invention. In this control, the electric control circuit 43 starts the execution of the program in step 60 of FIG. 6, and executes a process of replenishing the salt water tank 31 with water in step 61 to prepare a high-concentration saline solution. I do.
[0029]
In this process, the electromagnetic valve 22b is opened to supply water until the float switch 34 detects that the water level in the salt water tank 31 has reached the maximum set water level, and water is supplied. The internal water is circulated to prepare a uniform high-concentration saline solution in which the salt is dissolved in a substantially saturated state. The operation of preparing the high-concentration saline solution is repeatedly performed when the float switch 34 detects that the water level in the salt water tank 31 has reached the minimum set water level. After the preparation of the high-concentration saline solution, the electric control circuit 43 starts generating the electrolyzed water in step 62.
[0030]
In step 62, the electric control circuit 43 determines the number of discharges / minute of the supply pump 33a based on the set concentration of the water to be electrolyzed, and performs feedback based on the set current value (set current value I0). The control amount (number of discharges / minute of the supply pump 33a) / current value (I0-I) is determined, and the non-operating range of control (minimum current value Imin to maximum current value Imax) is determined. Next, the solenoid valve 22b is opened, the supply pump 33a is driven, and a constant voltage is applied to each of the electrodes 12a and 12b so as to have the set current value I0. As a result, in the first water supply pipe 21, high-concentration saline is mixed with water to prepare a set diluted saline, and the prepared diluted saline is passed through the introduction pipes 14a and 14b as water to be electrolyzed. It is supplied to each of the electrolysis chambers 13a and 13b. Electrolytic water is generated in each of the electrolysis chambers 13a and 13b, so that acidic water flows out of the outlet pipe 15a and alkaline water flows out of the outlet pipe 15b.
[0031]
The electric control circuit 43 activates the timer in step 63 and after a lapse of a predetermined time, in step 64, the current value detected by the ammeter 42 (the detected current value I) and the set minimum current value Imin to the maximum current If the detected current value (I) is in the range of the minimum current value Imin to the maximum current value Imax, the program returns to step 63, and the detected current value (I) is reduced to the minimum current value Imin. If it is out of the range of the maximum current value Imax, the program proceeds to step 65.
[0032]
The electric control circuit 43 compares the detected current value (I) with the minimum current value Imin to the maximum current value Imax in step 65, and when the detected current value (I) is smaller than the minimum current value Imin, proceeds to step 66. Then, based on the feedback control amount set in advance in step 62, the mixing amount of the high-concentration saline solution (the number of discharges / minute of the supply pump 33a) is increased, and the program returns to step 63. On the other hand, if the detected current value (I) is larger than the maximum current value Imax, the mixing amount (supply amount) of the high-concentration saline solution mixed is determined in step 67 based on the feedback control amount set in advance in step 62. (The number of discharges / min of the pump 33a) is reduced, and the program returns to step 63.
[0033]
The electric control circuit 43 executes the above program until the operation of the electrolyzed water generation device is completed, and the current value (I) flowing between the both electrodes 12a and 12b during operation approximates the set current value (I0). Control. The results of the control are shown in the graph of FIG. The figure shows the operating conditions when the set current value (I0) is 25 A and the concentration of the electrolyzed water (the number of discharges / minute of the supply pump 33a) is set to 210 times / minute. ) Is a graph showing the relationship among the set current value I0, the set minimum current value Imin to the maximum current value Imax, and the detected current value I in the control of the present invention, and FIG. It is a graph shown. In the control of the present invention, the current value (I) is ideally controlled within the range from the minimum current value Imin to the maximum current value Imax.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrolyzed water generation device according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a first control executed by an electric control circuit of the electrolyzed water generation device.
FIGS. 3A and 3B are a graph (a) showing a relationship between a feedback control amount and a set mixing amount of high-concentration saline in the same control, and a graph (b) showing another example of the relationship.
FIG. 4 is a graph (a) showing a result of the same control and a graph (b) showing a result of a conventional control under a predetermined operating condition.
FIG. 5 is a graph (a) showing the result of the same control and a graph (b) showing the result of the conventional control under different operating conditions.
FIG. 6 is a flowchart of a second control executed by an electric control circuit of the electrolyzed water generation device.
FIG. 7 is a graph (a) showing a result of the same control and a graph (b) showing a result of a conventional control under a predetermined operating condition.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electrolysis part, 11 ... Electrolysis tank, 12a, 12b ... Electrode electrode, 13a, 13b ... Electrolysis chamber, 14a, 14 ... Introduction pipe, 15a, 15b ... Outflow pipe, 20 ... Water supply part, 21 ... First water supply pipe, 22a: pressure reducing valve, 22b: solenoid valve, 23: second water supply pipe, 24: solenoid valve, 30: salt water mixing section, 31: salt water tank, 32: salt water supply pipe, 33a: supply pump, 33b: pressure reducing valve, 34 ... Float switch, 35 ... Circulation pipe, 36 ... Overflow pipe, 37 ... Circulation pump, 41 ... Constant voltage power supply, 42 ... Ammeter, 43 ... Electrical control circuit, 44 ... Distributor.

Claims

An electrolytic cell, a salt water tank for storing high-concentration salt water, water supply means for continuously supplying water to the electrolytic cell, and a set amount of the high-concentration salt water in the salt water tank for water being supplied to the electrolytic cell. Salt water mixing means for mixing into a diluted salt water having a predetermined concentration, a constant voltage power supply for applying a predetermined voltage between a pair of electrodes constituting the electrolytic cell, and current detecting means for detecting a current flowing between the two electrodes If, when the current value is the detected together when the current value detected by the current detection means is higher than the set current value to lose weight the supply amount of the high-concentration salt water by the salt water contaminated means is lower than the set current value in the electrolytic water generation apparatus comprising the feedback control means for controlling the current set current value between the two electrodes to increase the supply amount of the high-concentration salt water by the salt water contaminated means, lean supplied to the electrolytic bath When the concentration of water is changed to a desired concentration, the concentration is increased or decreased by the salt water mixing means under the control of the feedback control means in accordance with the set mixing amount of the high concentration salt water determined based on the changed desired concentration of the diluted salt water. An electrolyzed water generating apparatus provided with control means for increasing or decreasing a feedback control amount of high-concentration salt water.

Claims the previous feedback control means, characterized in that to perform the control to increase or decrease the high-concentration salt water amount by the water mixed means when the difference of the set current value and the detected current value reaches or exceeds a predetermined value 2. The electrolyzed water generator according to 1 .

As a pre-Symbol saline mixed means, it employs a feed pump pulse-driven to perform intermittent manner ejection operation, as the discharge number of operations of the feed pump is increased or decreased controlled under the control of said feedback control means The electrolyzed water generation device according to claim 1, wherein: