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公開番号2025132111
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029466
出願日2024-02-29
発明の名称電解水生成装置、電圧制御方法
出願人株式会社テックコーポレーション
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C02F 1/461 20230101AFI20250903BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】希釈流路の水流が弱まった際に電解槽の空焚きを防止できる電解水生成装置を提供すること。
【解決手段】電解質水溶液タンク(11)と、電解槽(12)と、希釈水の水流により電解槽(12)から電解生成液を吸い込んで希釈して電解水を生成し、希釈水の水流により生じる吸引圧が電解槽(12)に伝わり、電解質水溶液タンク(11)から電解槽(12)に電解質水溶液が吸い出される希釈流路(13)と、希釈流路(13)に設けられた羽根車(15)を用いて電圧を発生させる発電回路(31)と、電解槽(12)への電解質水溶液の送量の指標を検出するセンサ(36)と、センサ(36)の出力に基づいて、送量が第1水準以上と判定する場合、電解槽(12)に電圧を印加し、送量が第1水準よりも小さいと判定する場合、電解槽(12)に電圧を印加しない制御部(37)と、を備える電解水生成装置(1)。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電解質水溶液タンクと、
電解質水溶液を電気分解して電解生成液を生成する電解槽と、
希釈水の水流により前記電解槽から電解生成液を吸い込んで希釈して電解水を生成し、希釈水の水流により生じる吸引圧が前記電解槽に伝わり、前記電解質水溶液タンクから前記電解槽に電解質水溶液が吸い出される希釈流路と、
前記希釈流路に設けられた羽根車を用いて電圧を発生させる発電回路と、
前記電解槽への電解質水溶液の送量の指標を検出するセンサと、
前記センサの出力に基づいて、前記送量が第１水準以上と判定する場合、前記電解槽に電圧を印加し、前記送量が第１水準より小さいと判定する場合、前記電解槽に電圧を印加しない制御部と、
を備える電解水生成装置。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記制御部は、前記センサの出力に基づいて、前記送量が前記第１水準より小さいと判定する場合、前記発電回路の出力電圧をバッテリーに印加する電解水生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電解水生成装置において、
前記制御部は、前記センサの出力に基づいて、前記送量が前記第１水準以上、かつ、前記発電回路の出力電圧が第２水準より小さいと判定する場合、前記バッテリーの出力電圧を前記電解槽に印加する電解水生成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電解水生成装置において、
前記制御部は、前記センサの出力に基づいて、前記発電回路の出力電圧が前記第２水準以上と判定する場合、前記発電回路の出力電圧を前記電解槽および前記バッテリーに印加する電解水生成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電解水生成装置において、
前記制御部は、
前記発電回路と前記電解槽とを接続する第１ラインにある開閉可能な第１スイッチと、
前記第１ラインにおいて前記第１スイッチよりも前記発電回路側にあり、前記第１ラインの接続状態と、前記第１ラインの前記電解槽側と前記バッテリーの出力端とを接続する状態と、に切り替え可能な第２スイッチと、を備え、
前記バッテリーの入力端は、前記第１ラインにおける前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に接続し、
前記制御部は、
前記センサの出力に基づいて、前記発電回路の出力電圧が前記第２水準以上と判定する場合、前記第１スイッチを閉じるとともに、前記第２スイッチを前記第１ラインの接続状態にすることで、前記発電回路の出力電圧を前記電解槽および前記バッテリーに印加し、
前記センサの出力に基づいて、前記発電回路の出力電圧が前記第２水準より小さく、かつ、前記送量が前記第１水準以上と判定する場合、前記第１スイッチを閉じるとともに、前記第２スイッチにより前記第１ラインの前記電解槽側と前記バッテリーの前記出力端とを接続することで、前記バッテリーの出力電力を前記電解槽に印加し、
前記センサの出力に基づいて、前記送量が前記第１水準より小さいと判定する場合、前記第１スイッチを開くとともに、前記第２スイッチを前記第１ラインの接続状態にすることで、前記発電回路の出力電圧を前記バッテリーに印加する電解水生成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記制御部は、バッテリーと前記電解槽とを接続する第２ラインにある開閉可能な第３スイッチを備え、前記センサの出力に基づいて前記送量が前記第１水準以上と判定する場合、前記第３スイッチを閉じることで、前記バッテリーの出力電圧を前記電解槽に印加し、前記センサの出力に基づいて前記送量が前記第１水準より小さいと判定する場合、前記第３スイッチを開くことで前記電解槽に電圧を印加しない電解水生成装置。
【請求項７】
電解質水溶液タンクと、
電解質水溶液を電気分解して電解生成液を生成する電解槽と、
前記電解質水溶液タンクと前記電解槽の間にあり、前記電解質水溶液タンクの電解生成液を前記電解槽に送るポンプと、
前記電解槽から送られる電解生成液を希釈水の水流により希釈して電解水を生成する希釈流路と、
前記希釈流路に設けられた羽根車を用いて電圧を発生させ、前記ポンプに電圧を印加する発電回路と、
前記電解槽への電解質水溶液の送量の指標を検出するセンサと、
前記センサの出力に基づいて、前記送量が第３水準以上と判定する場合、前記電解槽に電圧を印加し、前記送量が第３水準より小さいと判定する場合、前記電解槽に電圧を印加しない制御部と、
を備える電解水生成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電解水生成装置において、
前記制御部は、前記センサの出力に基づいて、
前記発電回路の出力電圧が第４水準以上と判定する場合、前記発電回路の出力電圧を前記電解槽およびバッテリーに印加し、
前記発電回路の出力電圧が前記第４水準より小さく、かつ、前記送量が前記第３水準以上と判定する場合、前記バッテリーの出力電圧を前記電解槽に印加し、
前記送量が前記第３水準より小さいと判定する場合、前記発電回路の出力電圧を前記バッテリーに印加する電解水生成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電解水生成装置において、
前記発電回路と前記電解槽とを接続する第１ラインにある開閉可能な第１スイッチと、
前記第１ラインにおいて前記第１スイッチよりも前記発電回路側にあり、前記第１ラインの接続状態と、前記第１ラインの前記電解槽側と前記バッテリーの出力端とを接続する状態と、に切り替え可能な第２スイッチとを備え、
前記バッテリーの入力端は、前記第１ラインにおける前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に接続し、
前記制御部は、
前記センサの出力に基づいて、前記発電回路の出力電圧が前記第４水準以上と判定する場合、前記第１スイッチを閉じるとともに、前記第２スイッチを前記第１ラインの接続状態にすることで、前記発電回路の出力電圧を前記電解槽および前記バッテリーに印加し、
前記センサの出力に基づいて、前記発電回路の出力電圧が前記第４水準より小さく、かつ、前記送量が前記第３水準以上と判定する場合、前記第１スイッチを閉じるともに、前記第２スイッチにより前記第１ラインの前記電解槽側と前記バッテリーの前記出力端とを接続することで、前記バッテリーの出力電圧を前記電解槽に印加し、
前記センサの出力に基づいて、前記送量が前記第３水準より小さいと判定する場合、前記第１スイッチを開くとともに、前記第２スイッチを前記第１ラインの接続状態にすることで、前記発電回路の出力電圧を前記バッテリーに印加する電解水生成装置。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか一つに記載の電解水生成装置において、
前記センサは、前記ポンプが前記電解槽に送る電解質水溶液の流量を検出する電解水生成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置、およびその電圧制御方法に関する。
続きを表示（約 6,100 文字）【背景技術】
【０００２】
電解水生成装置において、電解槽が生成する電解生成液の希釈流路に設けられた羽根車を用いた発電電力でバッテリーを充電し、バッテリーにて電解槽を駆動するものがある。また、羽根車が希釈流路から得るトルクの一部で電解槽の上流のポンプを駆動し、該ポンプで電解質水溶液タンクから電解質水溶液を吸い出して電解槽に送る。このような電解水生成装置では、希釈流路の希釈水の水流が弱まると、羽根車が得るトルクが減ってポンプによる電解槽への電解質水溶液の送量が減り、電解槽が空焚きの状態になるおそれがあるため、空焚き防止機能を備える必要がある。空焚き防止機能は、発電した電力の制御部（電力の制御部として、例えば、特許文献１）により実現することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－９６５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、希釈流路の水流が弱まった際に電解槽の空焚きを防止できる電解水生成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】
【０００５】
本発明は、例えば、以下の通りである。以下では、図の符号を参照のために用いている。
〔１〕電解質水溶液タンク（１１）と、
電解質水溶液を電気分解して電解生成液を生成する電解槽（１２）と、
希釈水の水流により前記電解槽（１２）から電解生成液を吸い込んで希釈して電解水を生成し、希釈水の水流により生じる吸引圧が前記電解槽（１２）に伝わり、前記電解質水溶液タンク（１１）から前記電解槽（１２）に電解質水溶液が吸い出される希釈流路（１３）と、
前記希釈流路（１３）に設けられた羽根車（１５）を用いて電圧を発生させる発電回路（３１）と、
前記電解槽（１２）への電解質水溶液の送量の指標を検出するセンサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）と、
前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記送量が第１水準以上と判定する場合、前記電解槽（１２）に電圧を印加し、前記送量が第１水準より小さいと判定する場合、前記電解槽（１２）に電圧を印加しない制御部（３７）と、
を備える電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔２〕〔１〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記制御部（３７）は、前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記送量が前記第１水準より小さいと判定する場合、前記発電回路（３１）の出力電圧をバッテリー（２）に印加する電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔３〕〔２〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記制御部（３７）は、前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記送量が前記第１水準以上、かつ、前記発電回路（３１）の出力電圧が第２水準より小さいと判定する場合、前記バッテリー（２）の出力電圧を前記電解槽（１２）に印加する電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔４〕〔３〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記制御部（３７）は、前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記発電回路（３１）の出力電圧が前記第２水準以上と判定する場合、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記電解槽（１２）および前記バッテリー（２）に印加する電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔５〕〔４〕に記載の電解水生成装置（１，１Ａ）において、
前記制御部（３７）は、
前記発電回路（３１）と前記電解槽（１２）とを接続する第１ライン（３２）にある開閉可能な第１スイッチ（３３）と、
前記第１ライン（３２）において前記第１スイッチ（３３）よりも前記発電回路（３１）側にあり、前記第１ライン（３２）の接続状態と、前記第１ライン（３２）の前記電解槽（１２）側と前記バッテリー（２）の出力端とを接続する状態と、に切り替え可能な第２スイッチ（３４）と、を備え、
前記バッテリー（２）の入力端は、前記第１ライン（３２）における前記第１スイッチ（３３）と前記第２スイッチ（３４）との間に接続し、
前記制御部（３７）は、
前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記発電回路（３１）の出力電圧が前記第２水準以上と判定する場合、前記第１スイッチ（３３）を閉じるとともに、前記第２スイッチ（３４）を前記第１ライン（３２）の接続状態にすることで、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記電解槽（１２）および前記バッテリー（２）に印加し、
前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記発電回路（３１）の出力電圧が前記第２水準より小さく、かつ、前記送量が前記第１水準以上と判定する場合、前記第１スイッチ（３３）を閉じるとともに、前記第２スイッチ（３４）により前記第１ライン（３２）の前記電解槽（１２）側と前記バッテリー（２）の出力端とを接続することで、前記バッテリー（２）の出力電力を前記電解槽（１２）に印加し、
前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて、前記送量が前記第１水準より小さいと判定する場合、前記第１スイッチ（３３）を開くとともに、前記第２スイッチ（３４）を前記第１ライン（３２）の接続状態にすることで、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記バッテリー（２）に印加する電解水生成装置（１，１Ａ）。
〔６〕〔１〕に記載の電解水生成装置（１Ａ）において、
前記制御部（３７）は、バッテリー（２）と前記電解槽（１２）とを接続する第２ライン（３８）にある開閉可能な第３スイッチ（３９）を備え、前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて前記送量が前記第１水準以上と判定する場合、前記第３スイッチ（３９）を閉じることで、前記バッテリー（２）の出力電圧を前記電解槽（１２）に印加し、前記センサ（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の出力に基づいて前記送量が前記第１水準より小さいと判定する場合、前記第３スイッチ（３９）を開くことで前記電解槽（１２）に電圧を印加しない電解水生成装置（１Ａ）。
〔７〕電解質水溶液タンク（１１）と、
電解質水溶液を電気分解して電解生成液を生成する電解槽（１２）と、
前記電解質水溶液タンク（１１）と前記電解槽（１２）の間にあり、前記電解質水溶液タンク（１１）の電解生成液を前記電解槽（１２）に送るポンプ（１９）と、
前記電解槽（１２）から送られる電解生成液を希釈水の水流により希釈して電解水を生成する希釈流路（１３）と、
前記希釈流路（１３）に設けられた羽根車（１５）を用いて電圧を発生させ、前記ポンプ（１９）に電圧を印加する発電回路（３１）と、
前記電解槽（１２）への電解質水溶液の送量の指標を検出するセンサ（３６，３６Ａ～３６Ｃ）と、
前記センサ（３６，３６Ａ～３６Ｃ）の出力に基づいて、前記送量が第３水準以上と判定する場合、前記電解槽（１２）に電圧を印加し、前記送量が第３水準より小さいと判定する場合、前記電解槽（１２）に電圧を印加しない制御部（３７）と、
を備える電解水生成装置（１Ｂ）。
〔８〕〔７〕に記載の電解水生成装置（１Ｂ）において、
前記制御部（３７）は、
前記センサ（３６，３６Ａ～３６Ｃ）の出力に基づいて、
前記発電回路（３１）の出力電圧が第４水準以上と判定する場合、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記電解槽（１２）およびバッテリー（２）に印加し、
前記発電回路（３１）の出力電圧が前記第４水準より小さく、かつ、前記送量が前記第３水準以上と判定する場合、前記バッテリー（２）の出力電圧を前記電解槽（１２）に印加し、
前記送量が前記第３水準より小さいと判定する場合、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記バッテリー（２）に印加する電解水生成装置（１Ｂ）。
〔９〕〔８〕に記載の電解水生成装置（１Ｂ）において、
前記発電回路（３１）と前記電解槽（１２）とを接続する第１ライン（３２）にある開閉可能な第１スイッチ（３３）と、
前記第１ライン（３２）において前記第１スイッチ（３３）よりも前記発電回路（３１）側にあり、前記第１ライン（３２）の接続状態と、前記第１ライン（３２）の前記電解槽（１２）側と前記バッテリー（２）の出力端とを接続する状態と、に切り替え可能な第２スイッチ（３４）とを備え、
前記バッテリー（２）の入力端は、前記第１ライン（３２）における前記第１スイッチ（３３）と前記第２スイッチ（３４）との間に接続し、
前記制御部（３７）は、
前記センサ（３６，３６Ａ～３６Ｃ）の出力に基づいて、前記発電回路（３１）の出力電圧が前記第４水準以上と判定する場合、前記第１スイッチ（３３）を閉じるとともに、前記第２スイッチ（３４）を前記第１ライン（３２）の接続状態にすることで、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記電解槽（１２）および前記バッテリー（２）に印加し、
前記センサ（３６，３６Ａ～３６Ｃ）の出力に基づいて、前記発電回路（３１）の出力電圧が前記第４水準より小さく、かつ、前記送量が前記第３水準以上と判定する場合、前記第１スイッチ（３３）を閉じるともに、前記第２スイッチ（３４）により前記第１ライン（３２）の前記電解槽（１２）側と前記バッテリー（２）の前記出力端とを接続することで、前記バッテリー（２）の出力電圧を前記電解槽（１２）に印加し、
前記センサ（３６，３６Ａ～３６Ｃ）の出力に基づいて、前記送量が前記第３水準より小さいと判定する場合、前記第１スイッチ（３３）を開くとともに、前記第２スイッチ（３４）を前記第１ライン（３２）の接続状態にすることで、前記発電回路（３１）の出力電圧を前記バッテリー（２）に印加する電解水生成装置（１Ｂ）。
〔１０〕〔７〕から〔９〕のいずれか一つに記載の電解水生成装置（１Ｂ）において、
前記センサ（３６Ｃ）は、前記ポンプ（１９）が前記電解槽（１２）に送る電解質水溶液の流量を検出する電解水生成装置（１Ｂ）。
〔１１〕〔１〕から〔９〕のいずれか一つに記載の電解水生成装置（１，１Ａ，１Ｂ）において、
【図面の簡単な説明】
【０００６】
発電回路の出力電圧を電解槽およびバッテリーに印加する第１実施形態の電解水生成装置の構成を示す図である。
希釈流路の流入点を構成するアスピレータを示す図である。
第１実施形態における制御部による電解槽への電圧印加の制御処理を説明するためのフローチャートである。
バッテリーの出力電圧を電解槽に印加する電解水生成装置の構成を示す図である。
発電回路の出力電圧をバッテリーに印加する電解水生成装置の構成を示す図である。
バッテリーの出力電圧を電解槽に印加する第２実施形態の電解水生成装置の構成を示す図である。
第２実施形態における制御部による電解槽への電圧印加の制御処理を説明するためのフローチャートである。
回転センサの適用例を示す図である。
流量センサの適用例を示す図である。
発電回路の出力電圧を電解槽およびバッテリーに印加する第３実施形態の電解水生成装置の構成を示す図である。
バッテリーの出力電圧を電解槽に印加する電解水生成装置の構成を示す図である。
発電回路の出力電圧をバッテリーに印加する電解水生成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
図１は、電解水生成装置１の構成を示す図である。
電解水生成装置１は、電解質水溶液タンク１１、電解槽１２、希釈流路１３、給水部１４、羽根車１５、電解水吐出部１６、バッテリー２、電源回路３を備える。
【０００８】
電解質水溶液タンク１１は、適宜の電解質水溶液を貯留する。電解水生成装置１において有効塩素濃度１０～８０ｐｐｍ、ｐＨ５．０～６．５を示す微酸性電解水を生成する場合、電解質水溶液として塩酸またはこれに塩化ナトリウム水溶液を加えたものを用いることができる。電解水生成装置１において有効塩素濃度１０～８０ｐｐｍ、ｐＨ７．５以上を示す電解次亜水を生成する場合、電解質水溶液として塩化ナトリウム水溶液を用いることができる。電解質水溶液タンク１１が貯留する電解質水溶液は、電解槽１２に送られる。
【０００９】
電解槽１２は、１室型であり、内部は隔膜で仕切られていない。電解槽１２は、収容する一対の電極に、電解質水溶液に対応する一定値以上の電圧がかけられることで電解質水溶液を電気分解し、電解生成液を生成する。電解水生成装置１において、電解質水溶液として塩酸またはこれに塩化ナトリウム水溶液を加えたものが用いられて電解槽１２に電極が一対のみ設けられる場合、例えば、電極に１．３Ｖ以上の電圧が印加されると電解槽１２にて塩素が発生し始め、１．５Ｖ以上で良好な塩素の発生量（良好な電解生成液の生成）となり、電解水生成装置１として微酸性電解水を良好に生成することが可能となる。電解に伴う水素や塩素等の適宜の発生ガスは、電解槽１２に設けられる不図示の分離機構にて電解生成液と分離されて外部に排出されてもよいし、電解生成液と共に電解槽１２から排出されてもよい。電解槽１２の電解生成液は、配管１８を介して希釈流路１３に送られる。
【００１０】
希釈流路１３には、給水部１４から水道水やＲＯ（Reverse Osmosis）水等の原水（電解生成液を希釈するための水、希釈水）が供給される。本実施形態では、給水部１４は水道に接続し、給水部１４から希釈流路１３に供給される原水には水道による水圧がかかるものとする。希釈流路１３の流入点１３１では、希釈流路１３を構成する配管に、電解槽１２で電気分解された電解生成液を送る配管１８が接続する。希釈流路１３は、原水の水流により流入点１３１にて電解槽１２から電解生成液を吸い込んで希釈し、電解水を生成する。例えば、希釈流路１３は、電解槽１２にて生成される電解生成液を微酸性電解水の規定（有効塩素濃度１０～８０ｐｐｍ、ｐＨ５．０～６．５）を満たすように希釈する。希釈流路１３は、希釈した電解水を電解水吐出部１６から吐出する。
（【００１１】以降は省略されています）

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