特許 6044266 電気脱イオン装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044266

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】電気脱イオン装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/469 20060101AFI20161206BHJP

   B01D 61/48 20060101ALI20161206BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/46 103

   B01D61/48

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-238020(P2012-238020)

(22)【出願日】2012年10月29日

(65)【公開番号】特開2014-87726(P2014-87726A)

(43)【公開日】2014年5月15日

【審査請求日】2015年7月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】泉 修平

【審査官】 片山 真紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０５８０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９３６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５５９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３１８２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９６９４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／４６

Ｂ０１Ｄ ６１／４２−５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給水を脱塩処理して脱塩水と濃縮水とを得る電気脱イオンスタックと、
供給水を前記電気脱イオンスタックに供給する供給水ラインと、
脱塩水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、
入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前記供給水ラインを流通する供給水を前記電気脱イオンスタックに向けて送出する給水ポンプと、
入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記給水ポンプに出力するインバータと、
前記流量検出手段から出力された検出流量値が、予め設定された目標流量値となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより前記給水ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前記インバータに出力する制御部と、
を備える電気脱イオン装置。

【請求項2】

前記電気脱イオンスタックは、一対の電極間に陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜が交互に配列されることにより区画された脱塩室及び濃縮室を備え、前記脱塩室にはイオン交換体が充填される、
請求項１に記載の電気脱イオン装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気脱イオンスタックを備えた電気脱イオン装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体の製造工程、電子部品や医療器具の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水を得るための装置として、電気脱イオン装置（以下、「ＥＤＩ装置」ともいう）が知られている。ＥＤＩ装置は、供給水を脱塩処理して、純水としての脱塩水と濃縮水とを得る電気脱イオンスタック（以下、「ＥＤＩスタック」ともいう）を備えている。

【0003】

従来、供給水の温度や背圧の変動にかかわらず、常に一定流量の供給水がＥＤＩスタックに供給されるようにするため、ＥＤＩスタックの前段に設けられる給水ポンプを、流量フィードバック水流制御により駆動する純水製造装置が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−５８０１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した流量フィードバック水量制御によれば、供給水の温度や背圧の変動により、ＥＤＩスタックの脱塩室における透水係数（透水性）が変化しても、脱塩水の流量をほぼ目標流量値に保つことができる。しかし、従来の流量フィードバック水量制御では、ＥＤＩスタックの脱塩室における透水係数が急激に変化した場合に、その変化に十分に追従することができず、脱塩水の流量が目標流量値から大きく乖離することが起こり得る。

【0006】

従って、本発明は、電気脱イオンスタックの脱塩室における透水係数が急激に変化した場合でも、脱塩水の流量を目標流量値に保つことができる電気脱イオン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】

【0007】

本発明は、供給水を脱塩処理して脱塩水と濃縮水とを得る電気脱イオンスタックと、供給水を前記電気脱イオンスタックに供給する供給水ラインと、脱塩水の流量を検出し、当該流量に応じた検出流量値を出力する流量検出手段と、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、前記供給水ラインを流通する供給水を前記電気脱イオンスタックに向けて送出する給水ポンプと、入力された指令信号に対応する駆動周波数を前記給水ポンプに出力するインバータと、前記流量検出手段から出力された検出流量値が、予め設定された目標流量値となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより前記給水ポンプの駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する指令信号を前記インバータに出力する制御部と、を備える電気脱イオン装置に関する。

【0008】

また、前記電気脱イオンスタックは、一対の電極間に陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜が交互に配列されることにより区画された脱塩室及び濃縮室を備え、前記脱塩室にはイオン交換体が充填されることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、電気脱イオンスタックの脱塩室における透水係数が急激に変化した場合でも、脱塩水の流量を目標流量値に保つことができる電気脱イオン装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係るＥＤＩ装置１の全体構成図である。

【図2】制御部１０において流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】第２実施形態に係るＥＤＩ装置１Ａの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係るＥＤＩ装置１について、図面を参照しながら説明する。第１実施形態に係るＥＤＩ装置１は、例えば、水道水や地下水等の淡水から純水を製造する純水製造システムに適用される。図１は、第１実施形態に係るＥＤＩ装置１の全体構成図である。図２は、制御部１０において、流量フィードバック水量制御を実行する場合の処理手順を示すフローチャートである。

【0012】

図１に示すように、本実施形態に係るＥＤＩ装置１は、給水ポンプ２と、インバータ３と、ＥＤＩスタック４と、制御部１０と、を備える。また、ＥＤＩ装置１は、給水遮断弁１１と、給水採水弁１２と、脱塩水採水弁１３と、脱塩水出口弁１４と、脱塩水出口切替弁１５と、濃縮水定流量弁１６と、濃縮水遮断弁１７と、を備える。また、脱塩室入口圧力センサ２１と、脱塩水比抵抗センサ２２と、脱塩室出口圧力計２３と、流量検出手段としての脱塩水流量センサ２４と、濃縮室入口圧力センサ２５と、濃縮室出口圧力計２６と、を備える。図１では、本発明の特徴的な構成については、電気的な接続の経路を破線で示す（後述する図３についても同じ）。

【0013】

また、ＥＤＩ装置１は、供給水ラインＬ１と、脱塩室流入ラインＬ２と、濃縮室流入ラインＬ３と、電極室流入ラインＬ４と、脱塩水流出ラインＬ５と、ブロー水ラインＬ６と、濃縮水排水ラインＬ７と、電極水排水ラインＬ８と、を備える。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

【0014】

給水ポンプ２は、供給水Ｗ１を吸入し、ＥＤＩスタック４に向けて送出する装置である。給水ポンプ２は、インバータ３（後述）と電気的に接続されている。給水ポンプ２には、インバータ３から、周波数が変換された駆動電力が入力される。給水ポンプ２は、供給された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

【0015】

インバータ３は、給水ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。インバータ３は、制御部１０と電気的に接続されている。インバータ３には、制御部１０から指令信号としての電流値信号が入力される。インバータ３は、制御部１０から入力された電流値信号に対応する駆動周波数の駆動電力を給水ポンプ２に出力する。

【0016】

供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をＥＤＩスタック４に供給するラインである。供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。供給水ラインＬ１の下流側は、分岐部Ｊ１において、脱塩室流入ラインＬ２と、濃縮室流入ラインＬ３とに分岐している。分岐部Ｊ１は、給水ポンプ２とＥＤＩスタック４との間に配置されている。供給水ラインＬ１において、給水ポンプ２と分岐部Ｊ１との間には、給水遮断弁１１が設けられている。給水遮断弁１１は、供給水ラインＬ１を開閉するための弁である。

【0017】

脱塩室流入ラインＬ２は、供給水Ｗ１をＥＤＩスタック４の脱塩室４１（後述）に供給するラインである。脱塩室流入ラインＬ２の上流側の端部は、分岐部Ｊ１に接続されている。脱塩室流入ラインＬ２の下流側の端部は、ＥＤＩスタック４の脱塩室４１（入口側）に接続されている。脱塩室流入ラインＬ２には、給水採水弁１２と、脱塩室入口圧力センサ２１と、が設けられている。給水採水弁１２は、脱塩室４１に流入する供給水Ｗ１のサンプルを採取するための弁である。脱塩室入口圧力センサ２１は、脱塩室４１の入口側における供給水Ｗ１の圧力を検出する機器である。

【0018】

濃縮室流入ラインＬ３は、供給水Ｗ１をＥＤＩスタック４の濃縮室４２（後述）に供給するラインである。濃縮室流入ラインＬ３の上流側の端部は、分岐部Ｊ１に接続されている。濃縮室流入ラインＬ３の下流側の端部は、ＥＤＩスタック４の濃縮室４２（入口側）に接続されている。

【0019】

濃縮室流入ラインＬ３は、分岐部Ｊ２において、電極室流入ラインＬ４に分岐している。電極室流入ラインＬ４は、供給水Ｗ１をＥＤＩスタック４の電極室４３（後述）に供給するラインである。電極室流入ラインＬ４の上流側の端部は、分岐部Ｊ２に接続されている。電極室流入ラインＬ４の下流側の端部は、ＥＤＩスタック４の電極室４３（入口側）に接続されている。分岐部Ｊ２は、分岐部Ｊ１（濃縮水定流量弁１６）とＥＤＩスタック４との間に配置されている。

【0020】

濃縮室流入ラインＬ３において、分岐部Ｊ１と分岐部Ｊ２との間には、濃縮水定流量弁１６と、濃縮室入口圧力センサ２５と、が設けられている。濃縮水定流量弁１６は、ＥＤＩスタック４の濃縮室４２及び電極室４３に供給される供給水Ｗ１の流量を一定量に調節する弁である。濃縮室入口圧力センサ２５は、濃縮室４２の入口側における供給水Ｗ１の圧力を検出する機器である。

【0021】

ＥＤＩスタック４は、供給水Ｗ１を脱塩処理して、純水としての脱塩水Ｗ２と、濃縮水Ｗ３とを得る装置である。ＥＤＩスタック４は、一対の電極間に、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜（不図示）が交互に配置される。ＥＤＩスタック４の内部は、これらイオン交換膜により、脱塩室４１、濃縮室４２及び電極室４３に区画される。脱塩室４１には、イオン交換体（不図示）が充填される。脱塩室４１に充填されるイオン交換体としては、例えば、イオン交換樹脂やイオン交換繊維等が用いられる。なお、図１（及び図３）では、ＥＤＩスタック４の内部に区画された複数の脱塩室４１、濃縮室４２、及び電極室４３を模式的に示す。

【0022】

ＥＤＩスタック４の脱塩室４１には、供給水Ｗ１が供給される。脱塩室４１において、供給水Ｗ１に含まれる塩類は、脱塩室４１に充填されたイオン交換体により捕捉され、脱塩水Ｗ２が得られる。そして、脱塩室４１のイオン交換体に捕捉された塩類は、一対の電極（不図示）間に付与された電気エネルギーにより濃縮室４２に移動する。濃縮室４２に移動した塩類は、濃縮室４２に供給された供給水Ｗ１と共に濃縮水Ｗ３として排出される。

【0023】

本実施形態のＥＤＩスタック４において、電極室４３は、陽極室及び陰極室を有する。具体的には、陰イオン交換膜とプラス側電極との間に陽極室（不図示）が形成され、陽イオン交換膜とマイナス側電極との間に陰極室（不図示）が形成される。陽極室及び陰極室は、供給水Ｗ１の流入路と電極水Ｗ４の流出路とが、それぞれ独立している。陽極室に供給された供給水Ｗ１は、陰イオン交換膜を通過した陰イオンと共に、電極水Ｗ４として電極水排水ラインＬ８（後述）から外部に送出される。また、陰極室に供給された供給水Ｗ１は、陽イオン交換膜を通過した陽イオンと共に、電極水Ｗ４として電極水排水ラインＬ８から外部に送出される。

【0024】

脱塩水流出ラインＬ５は、ＥＤＩスタック４の脱塩室４１で得られた脱塩水Ｗ２を、需要先へ送出するラインである。脱塩水流出ラインＬ５の上流側の端部は、ＥＤＩスタック４の脱塩室４１に接続されている。脱塩水流出ラインＬ５の下流側の端部は、需要先の装置等（不図示）に接続されている。脱塩水流出ラインＬ５には、脱塩水比抵抗センサ２２と、脱塩室出口圧力計２３と、脱塩水採水弁１３と、脱塩水流量センサ２４と、脱塩水出口弁１４と、脱塩水出口切替弁１５と、が設けられている。脱塩水比抵抗センサ２２は、脱塩室４１で得られた脱塩水Ｗ２の比抵抗を検出する機器である。脱塩室出口圧力計２３は、脱塩室４１の出口側における脱塩水Ｗ２の圧力を測定する計器である。脱塩水採水弁１３は、脱塩室４１で得られた脱塩水Ｗ２のサンプルを採取するための弁である。

【0025】

脱塩水流量センサ２４は、脱塩水流出ラインＬ５を流通する脱塩水Ｗ２の流量を検出する機器である。脱塩水流量センサ２４として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。脱塩水流量センサ２４は、接続部Ｊ３において脱塩水流出ラインＬ５に接続されている。接続部Ｊ３は、ＥＤＩスタック４の脱塩室４１と脱塩水出口弁１４（後述）との間に配置されている。脱塩水流量センサ２４は、制御部１０と電気的に接続されている。脱塩水流量センサ２４で検出された脱塩水Ｗ２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部１０へパルス信号として送信される。

【0026】

本実施形態で用いられるパルス発信式の流量センサは、偶数枚の羽根の先端部分がＮ極とＳ極とに交互に着磁された羽根車を備え、この羽根車の回転をホールＩＣで検出することにより、脱塩水Ｗ２の流速に比例した時間幅のパルス信号を出力する。ホールＩＣは、電圧レギュレータ、ホール素子、増幅回路、シュミットトリガ回路、出力トランジスタ等がパッケージ化された電子回路であり、羽根車の回転運動に伴う磁束変化に応答して、羽根車が１回転する毎に矩形波パルス信号を出力する。なお、パルス信号の時間幅は、矩形波パルス信号の先の立下りエッジから次の立下りエッジまでの時間をいい、羽根車が１回転するときの時間に対応している。すなわち、パルス信号の時間幅は、脱塩水Ｗ２の流速が高いほど（流量が多いほど）短くなり、逆に脱塩水Ｗ２の流速が低いほど（流量が少ないほど）長くなる。

【0027】

脱塩水出口弁１４は、脱塩水流出ラインＬ５を開閉するための弁である。また、脱塩水流出ラインＬ５において、脱塩水出口弁１４の下流側には、脱塩水出口切替弁１５が設けられている。脱塩水出口切替弁１５の一方の出口端には、脱塩水流出ラインＬ５が接続されている。脱塩水出口切替弁１５の他方の出口端には、ブロー水ラインＬ６が接続されている。ＥＤＩ装置１の通水運転中は、脱塩水出口切替弁１５の内部流路を脱塩水流出ラインＬ５側に切り替えることにより、脱塩水流出ラインＬ５を流通する脱塩水Ｗ２を需要先に送出することができる。また、ＥＤＩ装置１の初期ブローでは、脱塩水出口切替弁１５の内部流路をブロー水ラインＬ６側に切り替えることにより、脱塩水流出ラインＬ５を流通するブロー水を、ブロー水ラインＬ６から外部の処理施設等に送出することができる。

【0028】

濃縮水排水ラインＬ７は、ＥＤＩスタック４の濃縮室４２で得られた濃縮水Ｗ３（及び電極室４３で得られた電極水Ｗ４）を外部に送出するラインである。濃縮水排水ラインＬ７の上流側の端部は、ＥＤＩスタック４の濃縮室４２（出口側）に接続されている。濃縮水排水ラインＬ７の下流側の端部は、例えば、排水ピット（不図示）に開口している。濃縮水排水ラインＬ７には、濃縮室出口圧力計２６と、濃縮水遮断弁１７と、が設けられている。濃縮室出口圧力計２６は、濃縮室４２の出口側における濃縮水Ｗ３（電極水Ｗ４を含む）の圧力を計測する機器である。濃縮水遮断弁１７は、濃縮水排水ラインＬ７を開閉するための弁である。

【0029】

電極水排水ラインＬ８は、ＥＤＩスタック４の電極室４３から電極水Ｗ４を送出するラインである。電極水排水ラインＬ８の上流側の端部は、ＥＤＩスタック４の電極室４３（出口側）に接続されている。電極水排水ラインＬ８の下流側の端部は、接続部Ｊ４において、濃縮水排水ラインＬ７に接続されている。接続部Ｊ４は、ＥＤＩスタック４の濃縮室４２と濃縮水遮断弁１７との間に配置されている。

【0030】

制御部１０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０は、流量フィードバック水量制御として、脱塩水流量センサ２４の検出流量値が予め設定された目標流量値となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより給水ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する電流値信号をインバータ３に出力する。制御部１０による流量フィードバック水量制御については後述する。制御部１０のマイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するインテグレーテッドタイマユニット（以下、「ＩＴＵ」ともいう）が組み込まれている。

【0031】

制御部１０は、パルス信号として入力された検出流量値を、数値情報としての検出流量値に置き換えて流量フィードバック水量制御に利用する。すなわち、流量フィードバック水量制御における目標流量値は、数値情報として設定されることから、比較対象の検出流量値を数値情報に変換する。

【0032】

次に、制御部１０による流量フィードバック水量制御を、図２を参照して説明する。図２に示すフローチャートの処理は、ＥＤＩ装置１の運転中において、繰り返し実行される。

【0033】

図２に示すステップＳＴ１０１において、制御部１０は、脱塩水Ｗ２の目標流量値Ｑ_ｐ´を取得する。この目標流量値Ｑ_ｐ´は、例えば、装置管理者がユーザーインターフェース（不図示）を介して制御部１０のメモリに入力した設定値である。

【0034】

ステップＳＴ１０２において、制御部１０は、ＩＴＵによる計時ｔが制御周期（Δｔ）である１００ｍｓに達したか否かを判定する。このステップＳＴ１０２において、制御部１０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達した（ＹＥＳ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０３へ移行する。また、ステップＳＴ１０２において、制御部１０により、ＩＴＵによる計時が１００ｍｓに達していない（ＮＯ）と判定された場合に、処理はステップＳＴ１０２へ戻る。

【0035】

ステップＳＴ１０３（ステップＳＴ１０２：ＹＥＳ判定）において、制御部１０は、最新の検出流量値Ｑ_ｐをフィードバック値として取得する。

【0036】

ステップＳＴ１０４において、制御部１０は、ステップＳＴ１０３で取得した最新の検出流量値Ｑ_ｐと、ステップＳＴ１０１で取得した目標流量値Ｑ_ｐ´との偏差がゼロとなるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより操作量Ｕ_ｎを演算する。速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、制御周期Δｔ（１００ｍｓ）毎に操作量の変化分ΔＵ_ｎを演算し、これを前回の制御周期時点の操作量Ｕ_ｎ−１に加算することで現時点の操作量Ｕ_ｎを決定する。

【0037】

速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムに用いられる演算式は、下記の式（１ａ）及び式（１ｂ）により表される。
ΔＵ_ｎ＝Ｋ_ｐ｛（ｅ_ｎ−ｅ_ｎ−１）＋（Δｔ／Ｔ_ｉ）×ｅ_ｎ＋（Ｔ_ｄ／Δｔ）×（ｅ_ｎ−２ｅ_ｎ−１＋ｅ_ｎ−２）｝ （１ａ）
Ｕ_ｎ＝Ｕ_ｎ−１＋ΔＵ_ｎ （１ｂ）

【0038】

式（１ａ）及び式（１ｂ）において、Δｔ：制御周期、Ｕ_ｎ：現時点の操作量、Ｕ_ｎ−１：前回の制御周期時点の操作量、ΔＵ_ｎ：前回から今回までの操作量の変化分、ｅ_ｎ：現時点の偏差の大きさ、ｅ_ｎ−１：前回の制御周期時点の偏差の大きさ、ｅ_ｎ−２：前々回の制御周期時点の偏差の大きさ、Ｋ_ｐ：比例ゲイン、Ｔ_ｉ：積分時間、Ｔ_ｄ：微分時間である。なお、現時点の偏差の大きさｅ_ｎは、下記の式（２）により求められる。
ｅ_ｎ＝Ｑ_ｐ´−Ｑ_ｐ （２）

【0039】

ステップＳＴ１０５において、制御部１０は、現時点の操作量Ｕ_ｎ、及び給水ポンプ２の最大駆動周波数Ｆ´（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの設定値）を使用して、下記の式（３）により、給水ポンプ２の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］を演算する。
Ｆ＝Ｕ_ｎ／２×Ｆ´ （３）

【0040】

ステップＳＴ１０６において、制御部１０は、駆動周波数Ｆの演算値を、対応する電流値信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ）に変換する。電流値信号の出力値Ｉ［ｍＡ］は、例えば、下記の式（４）により演算され、駆動周波数Ｆがゼロの場合にＩ＝４ｍＡ、駆動周波数Ｆが最大駆動周波数Ｆ´の場合にＩ＝２０ｍＡとなる。
Ｉ＝Ｆ／Ｆ´×１６＋４ （４）

【0041】

ステップＳＴ１０７において、制御部１０は、変換した電流値信号をインバータ３へ出力する。これにより本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１０１へリターンする）。

【0042】

なお、ステップＳＴ１０７において、制御部１０が電流値信号をインバータ３へ出力すると、インバータ３は、入力された電流値信号で指定された周波数に変換された駆動電力を給水ポンプ２に供給する。その結果、給水ポンプ２は、インバータ３から入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動される。

【0043】

上述した第１実施形態に係るＥＤＩ装置１によれば、例えば、以下のような効果が得られる。

【0044】

第１実施形態に係るＥＤＩ装置１において、制御部１０は、脱塩水流量センサ２４から出力された検出流量値Ｑ_ｐが、予め設定された目標流量値Ｑ_ｐ´となるように、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより給水ポンプ２の駆動周波数Ｆを演算し、当該駆動周波数Ｆの演算値に対応する電流値信号をインバータ３に出力する。

【0045】

上記速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムでは、前回演算した操作量からの変化分を演算し、これに前回の操作量を加算していく方式であるため、検出流量値Ｑ_ｐが離散値の場合でも、目標流量値Ｑ_ｐ´との偏差を高速に解消することができる。そのため、ＥＤＩスタック４の脱塩室４１における透水係数が急激に変化した場合でも、その変化に十分に追従することができる。従って、ＥＤＩスタック４の脱塩室４１における透水係数が急激に変化した場合に、脱塩水Ｗ２の流量が目標流量値Ｑ_ｐ´から大きく乖離することを抑制して、脱塩水Ｗ２の流量を目標流量値Ｑ_ｐ´に保つことができる。

【0046】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るＥＤＩ装置１Ａの構成について、図３を参照して説明する。図３は、第２実施形態に係るＥＤＩ装置１Ａの全体構成図である。なお、第２実施形態では、主に第１実施形態との相違点について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、第２実施形態では、第１実施形態と重複する説明を適宜に省略する。

【0047】

第２実施形態に係るＥＤＩ装置１Ａは、ＥＤＩスタック４Ａの構成が第１実施形態のＥＤＩスタック４と異なる。本実施形態のＥＤＩスタック４Ａは、陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜（不図示）が交互に配置されることにより、脱塩室４１Ａ及び濃縮室４２Ａに区画される。供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１は、分岐部Ｊ１において、脱塩室流入ラインＬ２及び濃縮室流入ラインＬ３にそれぞれ流通する。脱塩室流入ラインＬ２を流通する供給水Ｗ１は、ＥＤＩスタック４Ａの脱塩室４１Ａに供給される。濃縮室流入ラインＬ３を流通する供給水Ｗ１は、ＥＤＩスタック４Ａの濃縮室４２Ａに供給される。

【0048】

本実施形態のＥＤＩスタック４Ａは、濃縮室４２Ａと電極室（陽極室及び陰極室）において、供給水Ｗ１の流入路と電極水Ｗ４の流出路とが、共通となるように構成されている。図３では、電極室の図示を省略しているが、濃縮室４２Ａには、濃縮室と電極室（陽極室及び陰極室）とが含まれる。ＥＤＩスタック４Ａ濃縮室４２Ａに供給された供給水Ｗ１は、スタック内において、濃縮室と電極室（陽極室及び陰極室）とにそれぞれ並列的に分配される。そして、濃縮室を通過した塩類を含む濃縮水Ｗ３と、電極室を通過した電極水Ｗ４は、スタック内において合流し、濃縮水排水ラインＬ７から外部に送出される。そのため、濃縮水排水ラインＬ７には、ＥＤＩスタック４の濃縮室４２で得られた濃縮水Ｗ３及び電極室４３で得られた電極水Ｗ４が流通する。なお、脱塩室４１Ａおける供給水Ｗ１の流入路及び脱塩水Ｗ２の流出路は、第１実施形態の脱塩室４１と同じである。

【0049】

制御部１０Ａは、ＣＰＵ及びメモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部１０Ａは、第１実施形態の制御部１０と同じく速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムによる流量フィードバック水量制御（図４参照）を実行する。

【0050】

上述した第２実施形態に係るＥＤＩ装置１Ａにおいても、制御部１０Ａは、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムにより脱塩水Ｗ２の流量フィードバック水量制御を実行する。そのため、第２実施形態に係るＥＤＩ装置１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0051】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態では、制御部１０からインバータ３への指令信号として、電流値信号（ＤＣ４〜２０ｍＡ）を出力する例について説明した。これに限らず、制御部１０からインバータ３への指令信号として、電圧値信号（ＤＣ０〜１０Ｖ）を出力する構成としてもよい。なお、電圧値信号をＤＣ０〜１０Ｖとした場合において、式（４）は、下記の式（４´）となる。
Ｖ＝Ｆ／Ｆ´×１０ （４´）
ここで、駆動周波数Ｆがゼロの場合には、Ｖ＝０Ｖとなり、駆動周波数Ｆが最大駆動周波数Ｆ´の場合には、Ｖ＝１０Ｖとなる。

【0052】

第１及び第２実施形態において、最新の瞬間流量Ｑ_ｉを含む直近ｎ回分（ｎ≧２）の演算値をサンプル値として、最大側のｊ個（ｊ≧１）個の値、及び最小側のｋ個（ｋ≧１）個の値を除いた残りの（ｎ−ｊ−ｋ）個の値を平均化処理した値を検出流量値Ｑ_ｐとしてもよい。上述したｎ，ｊ，ｋの値は適宜に設定することができる。

【0053】

第１及び第２実施形態において、供給水Ｗ１は、原水を除鉄除マンガン装置、活性炭濾過装置、硬水軟化装置等により前処理した水であってもよい。

【符号の説明】

【0054】

１，１Ａ ＥＤＩ装置（電気脱イオン装置）
２ 給水ポンプ
３ インバータ
４ ＥＤＩスタック（電気脱イオンスタック）
６ 流量センサ（流量検出手段）
１０，１０Ａ 制御部
Ｌ１ 供給水ライン
Ｌ２ 脱塩室流入ライン
Ｌ３ 濃縮室流入ライン
Ｌ４ 電極室流入ライン
Ｌ５ 脱塩水流出ライン
Ｌ７ 濃縮水排水ライン
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 脱塩水（純水）
Ｗ３ 濃縮水
Ｗ４ 電極水

【図1】

【図2】

【図3】