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公開番号2024148948
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023062550
出願日2023-04-07
発明の名称軟水化装置
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B01J 49/75 20170101AFI20241010BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】スケール除去を目的とした逆電解による電極触媒劣化を抑制し、電解槽の性能を長期間維持可能な軟水化装置を提供する。
【解決手段】軟水化装置1は、硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化工程と、軟水化工程にて用いられたイオン交換樹脂の再生工程と、を制御する制御部と、第一室と当該第一室とは隔膜によって区画された第二室とを有し再生工程に利用される電解水を生成する電解槽と、を備える。電解槽は、第一室内に設けられる、第一主電極と第一主電極の上流に設けられる第一副電極と、第二室内に設けられる、第二主電極と第二主電極の上流に設けられる第二副電極と、を備える。制御部は、第一主電極を陽極、第二主電極を陰極として電解水を生成する電解水生成モードと、第一主電極及び第二主電極への電圧印加を停止し、第一副電極を陰極、第二副電極を陽極として電気分解を行うことで第二主電極の洗浄を行う主電極洗浄モードと、を備える。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
硬度成分を含む原水を軟水化する軟水化工程と、前記軟水化工程にて用いられたイオン交換樹脂の再生工程と、を制御する制御部と、
第一室と当該第一室とは隔膜によって区画された第二室とを有し前記再生工程に利用される電解水を生成する電解槽と、を備え、
前記電解槽は、
前記第一室内に設けられる、第一主電極と前記第一主電極の上流に設けられる第一副電極と、
前記第二室内に設けられる、第二主電極と前記第二主電極の上流に設けられる第二副電極と、を備え、
前記制御部は、
前記第一主電極を陽極、前記第二主電極を陰極として前記電解水を生成する電解水生成モードと、
前記第一主電極及び前記第二主電極への電圧印加を停止し、前記第一副電極を陰極、前記第二副電極を陽極として電気分解を行うことで前記第二主電極の洗浄を行う主電極洗浄モードと、を備えた軟水化装置。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記再生工程において、前記電解水生成モードと、前記主電極洗浄モードとを交互に実行する請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項３】
前記主電極洗浄モードは、前記電解水生成モードよりも実行時間が短い請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項４】
前記第一室内の前記電解水を送水する第一ポンプを備え、
前記制御部は、
前記第一ポンプでの送水と前記第一副電極及び前記第二副電極への電圧印加とを停止した状態で、前記第一主電極を陽極、前記第二主電極を陰極として電気分解を行うことで前記第一副電極の洗浄を行う副電極洗浄モードを備え、
前記主電極洗浄モード後に前記副電極洗浄モードを実行する請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記第一主電極を陰極、第二主電極を陽極として電気分解を行うことで前記第二主電極の洗浄を行う反転主電極洗浄モードを備え、
前記主電極洗浄モード後に前記反転主電極洗浄モードを実行する請求項１に記載の軟水化装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記第一主電極及び前記第二主電極への電圧印加を停止し、前記第一副電極を陽極、前記第二副電極を陰極として電気分解を行うことで前記第一副電極の洗浄を行う反転副電極洗浄モードを備え、
前記主電極洗浄モード後に前記反転副電極洗浄モードを実行する請求項１に記載の軟水化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟水化装置に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の軟水化装置では、食塩を使用しない陽イオン交換樹脂の再生方法として、電気分解で生成した酸性電解水により陽イオン交換樹脂を再生する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。弱酸性陽イオン交換樹脂は、官能基の末端にプロトンを有しており、原水中の硬度成分（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）を水素イオンに交換して原水を軟水化している。そして、弱酸性陽イオン交換樹脂で軟水化された原水は、水素イオンを含み、酸性となっている。この軟水中の水素イオンは、弱塩基性陰イオン交換樹脂に吸着され、これにより軟水化された原水が中和される。従来の軟水化装置では、弱塩基性陰イオン交換樹脂の再生方法として、電気分解で生成したアルカリ性電解水により弱塩基性陰イオン交換樹脂を再生する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－３０９７３号公報
特開２０１０－１４２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の軟水化装置においては、電気分解で生成した酸性電解水及びアルカリ性電解水によって、弱酸性陽イオン交換樹脂と弱塩基性陰イオン交換樹脂をそれぞれ再生するが、樹脂の再生には一定の時間を要するため、連続的に電気分解する時間も長時間となる。また、再生工程が進行するにつれ、軟水槽から放出される硬度成分（例えば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン）により、電解に供する水の硬度が上昇し、中和槽から放出される炭酸イオンの濃度も上昇する。
【０００５】
そのため、硬度成分や炭酸成分の濃度が上昇した電解水を再度電解して、再生工程に再利用するようなシステムにおいては、再生処理開始からの時間が経過するにつれて、陰極として作用する電極上に硬度成分および炭酸成分由来のスケール（例えば、炭酸カルシウム）が付着していく。これにより、電極表面の触媒部がスケールに覆われていくため、触媒活性部が消失し電解性能が低下していく。これに加え、陽極陰極間の電子の流れを妨げるため、陽極陰極間の電圧が増大し電解槽寿命が低下する可能性がある。
【０００６】
スケール付着に対する従来の対策としては、正電解時と比較して、陽極に対して陰極を高電位にする逆電解処理を行うことで、正電解時に陰極に付着したスケールを溶解除去する手法が用いられている。しかしながら、スケール付着しやすい水質を電解する場合には、逆電解処理の頻度が増加し、電極劣化を促進させてしまい、電解槽の耐久性が低下してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、逆電解での電極劣化を抑制し、電解槽の耐久性を向上させることが可能な軟水化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る軟水化装置は、硬度成分を含む原水
を軟水化する軟水化工程と、前記軟水化工程にて用いられたイオン交換樹脂の再生工程と、を制御する制御部と、第一室と当該第一室とは隔膜によって区画された第二室とを有し前記再生工程に利用される電解水を生成する電解槽と、を備え、前記電解槽は、前記第一室内に設けられる、第一主電極と前記第一主電極の上流に設けられる第一副電極と、前記第二室内に設けられる、第二主電極と前記第二主電極の上流に設けられる第二副電極と、を備え、前記制御部は、前記第一主電極を陽極、前記第二主電極を陰極として前記電解水を生成する電解水生成モードと、前記第一主電極及び前記第二主電極への電圧印加を停止し、前記第一副電極を陰極、前記第二副電極を陽極として電気分解を行うことで前記第二主電極の洗浄を行う主電極洗浄モードと、を備える。これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、逆電解での電極劣化を抑制し、電解槽の耐久性を向上させることが可能な軟水化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施の形態１に係る軟水化装置の構成を示す概念図である。
図２は、実施の形態１に係る軟水化装置の軟水化流路を示す概念図である。
図３は、実施の形態１に係る軟水化装置の軟水槽再生循環流路及び中和槽再生循環流路を示す概念図である。
図４は、実施の形態１に係る軟水化装置の再生流路洗浄流路を示す概念図である。
図５は、実施の形態１に係る軟水化装置の電解槽洗浄流路を示す概念図である。
図６は、実施の形態１に係る軟水化装置の捕捉部洗浄流路を示す概念図である。
図７は、実施の形態１から１６に係る軟水化装置の制御方法を示す概念図である。
図８は、実施の形態１から１６に係る電解槽の構成を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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