特開 2023-51080 異常検知装置及び生成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023051080

(43)【公開日】2023-04-11

(54)【発明の名称】異常検知装置及び生成システム

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/461 20230101AFI20230404BHJP

   C25B 1/26 20060101ALI20230404BHJP

   C25B 15/025 20210101ALI20230404BHJP

   C25B 15/023 20210101ALI20230404BHJP

【ＦＩ】

C02F1/461 Z

C02F1/461 A

C25B1/26

C25B15/025

C25B15/023

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021161540

(22)【出願日】2021-09-30

(71)【出願人】

【識別番号】506310050

【氏名又は名称】株式会社アクト

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100062764

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 襄

(72)【発明者】

【氏名】内海 洋

【テーマコード（参考）】

4D061

4K021

【Ｆターム（参考）】

4D061DA03

4D061DA04

4D061DB09

4D061DB10

4D061EA02

4D061EB01

4D061EB04

4D061EB13

4D061EB17

4D061EB19

4D061EB37

4D061EB38

4D061EB39

4D061GA12

4D061GB30

4D061GC20

4K021AB07

4K021BA03

4K021BB01

4K021BC09

4K021CA03

4K021DB02

4K021DB07

4K021DC07

(57)【要約】

【課題】膜破れを検知できる異常検知装置を具備する生成システムを提供する。
【解決手段】生成システム１は、食塩水の電解で次亜塩素酸水を生成する生成装置２と、この生成装置２の隔膜１１，１２の異常を検知する異常検知装置３とを具備する。異常検知装置３は、対をなす電極部と、両電極部間を流れる次亜塩素酸水の抵抗値を測定する測定部とを有する。また、異常検知装置３は、測定部が測定した抵抗値に基づいて隔膜１１，１２に異常があるか否かを判断する判断部を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を扱う装置の異常を検知する異常検知装置であって、
互いに対向する対をなす電極部と、
前記電極部間を流れる前記流体の電気特性を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記電気特性に基づいて、前記装置に異常があるか否かを判断する判断部と
を備えることを特徴とする異常検知装置。

【請求項2】

流体である電解水を生成する生成装置の隔膜の異常を検知する異常検知装置であって、
互いに対向する対をなす電極部と、
前記電極部間を流れる前記流体の電気特性を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記電気特性に基づいて、前記生成装置の前記隔膜に異常があるか否かを判断する判断部と
を備えることを特徴とする異常検知装置。

【請求項3】

判断部によって異常があると判断された場合に、その旨を報知する報知部を備える
ことを特徴とする請求項１又は２記載の異常検知装置。

【請求項4】

排出配管に接続される配管部を備え、
電極部は、前記配管部内に位置する電極板を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の異常検知装置。

【請求項5】

電極部は、電極板に当接した電極棒を有し、
前記電極棒は、配管部に取り付けられている
ことを特徴とする請求項４記載の異常検知装置。

【請求項6】

電極部は、電極室内に位置する電極板を有し、
前記電極板は、前記電極室に形成された凹部に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の異常検知装置。

【請求項7】

食塩水の電解によって次亜塩素酸水を生成する生成装置と、
前記生成装置の隔膜の異常を検知する異常検知装置とを具備し、
前記異常検知装置は、
互いに対向する対をなす電極部と、
前記電極部間を流れる前記次亜塩素酸水の抵抗値を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記抵抗値に基づいて、前記生成装置の前記隔膜に異常があるか否かを判断する判断部とを備える
ことを特徴とする生成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異常を適切に検知できる異常検知装置及び生成システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば下記の特許文献１に記載された電解水生成装置が知られている。

【0003】

この従来の電解水生成装置は、電解液を収納する電解液室と、それぞれ隔膜を介して前記電解液室に対向する陽極および陰極が設けられた電極室と、前記陽極および陰極に給電する給電部と、前記電解液を電解することで得られる陽極生成水と陰極生成水を混合して混合生成水とする生成水混合部とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１６２６０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の装置では、例えば膜破れ等の異常が発生した場合であっても、その異常を検知できないという問題がある。

【0006】

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、異常を検知できる異常検知装置及び生成システム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】

本発明に係る異常検知装置は、流体を扱う装置の異常を検知する異常検知装置であって、互いに対向する対をなす電極部と、前記電極部間を流れる前記流体の電気特性を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記電気特性に基づいて、前記装置に異常があるか否かを判断する判断部とを備えるものである。

【0008】

また、本発明に係る異常検知装置は、流体である電解水を生成する生成装置の隔膜の異常を検知する異常検知装置であって、互いに対向する対をなす電極部と、前記電極部間を流れる前記流体の電気特性を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記電気特性に基づいて、前記生成装置の前記隔膜に異常があるか否かを判断する判断部とを備えるものである。

【0009】

さらに、本発明に係る生成システムは、食塩水の電解によって次亜塩素酸水を生成する生成装置と、前記生成装置の隔膜の異常を検知する異常検知装置とを具備し、前記異常検知装置は、互いに対向する対をなす電極部と、前記電極部間を流れる前記次亜塩素酸水の抵抗値を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記抵抗値に基づいて、前記生成装置の前記隔膜に異常があるか否かを判断する判断部とを備えるものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、従来検知できなかった異常を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る異常検知装置を備えた生成システムを説明するための図である。

【図2】同上異常検知装置を説明するための図である。

【図3】同上異常検知装置の配管接続部分の正面図である。

【図4】同上異常検知装置の配管接続部分の斜視図である。

【図5】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る異常検知装置を説明するための図である。

【図6】２つの排出配管に異常検知装置を設置した生成システムを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の第１の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。

【0013】

図１において、１は生成システム（電解水生成システム）で、この生成システム１は、例えば流体（液体）である電解水を生成する生成装置（電解水生成装置）２と、この生成装置２の異常、すなわち例えば膜破れ等を検知する異常検知装置（膜破れ検知装置）３とを具備している。

【0014】

生成装置２は、例えば電解液である食塩水の電解によって、少なくとも酸性電解水である次亜塩素酸水（電解除菌水）を生成するための三室型電解装置（次亜塩素酸水生成装置）である。

【0015】

この生成装置２は、図１に示すように、三室型の電解槽（電解セル）５を備えている。電解槽５は、一方の電極室（第１電極室）である陽極室６と、他方の電極室（第２電極室）である陰極室７と、これら陽極室６及び陰極室７間に位置する中間室８とを有している。

【0016】

陽極室６と中間室８とは、一方の隔膜（第１隔膜）である陰イオン交換膜１１で仕切られている。陰極室７と中間室８とは、他方の隔膜（第２隔膜）である陽イオン交換膜１２で仕切られている。つまり、電解槽５内は、２つの隔膜１１，１２によって、３つの室６，７，８に仕切られている。

【0017】

そして、陽極室６内には陽極１３が設けられ、この陽極１３は陰イオン交換膜１１と近接して対向している。陰極室７内には陰極１４が設けられ、この陰極１４は陽イオン交換膜１２と近接して対向している。これら陽極１３及び陰極１４には、電力を供給する電源部１５が接続されている。

【0018】

また、生成装置２は、電解槽５の中間室（電解液室）８に電解液である食塩水を供給する食塩水供給部２１を備えている。

【0019】

食塩水供給部２１は、食塩水が貯留されるタンク２２と、このタンク２２内の食塩水を中間室８に供給する供給配管２３と、この供給配管２３の途中に設けられたポンプ２４と、中間室８内の食塩水をタンク２２に戻す戻し配管２５とを有している。なお、図１に図示した循環式の構成には限定されず、例えば電解液を循環させない構成等でもよい。

【0020】

さらに、生成装置２は、電解槽５の陽極室６及び陰極室７に電解原水である水（例えば軟水器を通った水道水等）を供給する水供給部３１と、電解槽５の陽極室６及び陰極室７で生成された電解水を電解槽５外に排出する電解水排出部３２とを備えている。

【0021】

水供給部３１は、第１電極室である陽極室６に水を供給する第１供給配管３３と、第２電極室である陰極室７に水を供給する第２供給配管３４とを有している。

【0022】

電解水排出部３２は、陽極室６で生成された酸性電解水である次亜塩素酸水（ＨＣｌＯ水溶液）を排出する第１排出配管３６と、陰極室７で生成されたアルカリ性電解水である苛性ソーダ水（ＮａＯＨ水溶液）を排出する第２排出配管３７とを有している。

【0023】

そして、図１に図示した例では、生成装置２の陰イオン交換膜（隔膜）１１の異常（膜破れ等）を検知するための異常検知装置３が、次亜塩素酸水を排出する第１排出配管３６の途中に接続されて設けられている。

【0024】

異常検知装置（異常監視装置）３は、図２ないし図４に示すように、電解槽５の陽極室６から延びる合成樹脂製の第１排出配管３６の途中に接続された合成樹脂製の配管部４１と、この配管部４１に設けられ互いに離間対向する対をなす１対の電極部４２と、配管部４１内において両電極部４２間を流れる流体である次亜塩素酸水（電解水）の電気特性である抵抗値（電気特性値）を測定する測定部４３と、この測定部４３によって測定された抵抗値に基づいて、陽極室６内の陰イオン交換膜１１に異常があるか否かを判断する判断部４４と、この判断部４４によって異常があると判断された場合にその旨を報知する報知部４５とを備えている。

【0025】

ここで、配管部４１は、軸方向両端面が開口した円筒状の配管本体部４６と、この配管本体部４６の内面に突設された対をなす１対の電極板保持部４７とを有している。

【0026】

配管本体部４６は、短円筒状の上流側接続口４８を軸方向一端部に有し、かつ、短円筒状の下流側接続口４９を軸方向他端部に有している。電極板保持部４７は、矩形板状の電極板６１の両側端部（流体の流れ方向に対して直交する方向の両端部）を挟持する複数（例えば４枚）の挟持板５０を有している。

【0027】

挟持板５０は、配管本体部４６の内面から突出した細長い板状のもので、この挟持板５０の長手方向両端面が位置決め面（位置決め部）５１となっている。なお、挟持板５０の長手方向寸法は、電極板６１の長手方向寸法と同じ（略同じを含む）である。挟持板５０の短手方向寸法は、電極板６１の短手方向寸法よりも短い。電極板６１の短手方向中央部は、挟持板５０で覆われておらず、配管部４１内で露出している。

【0028】

そして、第１排出配管３６の上流側配管部材５３は、上流側の位置決め面５１との当接により配管部４１に対して所定位置に位置決めされた状態で、当該配管部４１の配管本体部４６の上流側接続口４８の内周側に嵌合接続され、かつ、第１排出配管３６の下流側配管部材５４は、下流側の位置決め面５１との当接により配管部４１に対して所定位置に位置決めされた状態で、当該配管部４１の配管本体部４６の下流側接続口４９の内周側に嵌合接続されている。こうして、２枚の電極板６１は、両配管部材５３，５４によって挟持された状態となっている（図３参照）。

【0029】

なお、配管部４１は、第１排出配管３６に対して後付けにより接続可能である。第１排出配管３６は、少なくとも上流側配管部材５３及び下流側配管部材５４を含む複数の配管部材等で構成されている。

【0030】

電極部４２は、電極板保持部４７で保持されて配管部４１の配管本体部４６内に位置する矩形板状の電極板６１と、配管部４１の配管本体部４６に取り付けられ、先細状の先端部が電極板６１に当接した丸軸状の電極棒６２とを有している。つまり、両電極部４２の各々は、例えば電極板保持部４７に着脱可能に取り付けられた１枚の電極板６１と、配管本体部４６に着脱可能に取り付けられて電極板６１に接触する１本の電極棒６２とで構成されている。

【0031】

配管部４１内で互いに平行状に配置された２枚の電極板６１は、所定距離を介して互いに離間対向しており、これら両電極板６１間の空間部６０を電解槽５から排出される次亜塩素酸水（電解槽からの排出水）が流れる。

【0032】

電極棒６２は、円柱状部６６と、円錐状部６７とを有し、その円柱状部６６の外周面にはねじ溝部６３が形成されている。また、配管部４１の配管本体部４６の軸方向中央部には、そのねじ溝部６３と螺合する孔部であるねじ孔部６４が形成されている。そして、電極棒６２は、配管本体部４６のねじ孔部６４に着脱可能に螺着され、その先端部が電極板６１に当接して接続されている。また、電極棒６２の基端部は、電線６５を介して測定部（塩分測定部）４３に接続されている。

【0033】

測定部４３は、例えば両電極部４２間に所定の電圧を印加し、その際の電流値に基づいて両電極板６１間を流れる次亜塩素酸水の抵抗値、すなわち例えば電解槽５の陽極室６から排出された直後の次亜塩素酸水の抵抗値を測定する。

【0034】

また、判断部４４は、測定部４３によって測定された抵抗値（測定抵抗値）が予め設定された設定値（基準値）を超えるか否かによって、陰イオン交換膜１１の異常（例えば膜破れ等）の有無を判断する。

【0035】

そして、判断部４４によって異常があると判断された場合には、例えば報知部４５がランプの点灯等によってその異常を報知する。なお、報知部４５は、例えばモニタに異常表示をしたり、ブザー音で異常を報知してもよい。また、判断部４４が異常があると判断した場合に、例えば電源部１５やポンプ２４等を停止するようにしてもよい。

【0036】

次に、上記異常検知装置３を具備した生成システム１の作用等を説明する。

【0037】

例えば、生成装置２の電解槽５内の陰イオン交換膜１１が劣化等により破損して膜破れが生じた場合には、電解槽５の中間室８内の食塩水が陽極室６に流入する。

【0038】

そして、その流入した食塩水（塩分）は、電解槽５の陽極室６内で生成された次亜塩素酸水に混ざって、第１排出配管３６内を流れて電解槽５外に排出される。

【0039】

すると、第１排出配管３６の途中に設置された異常検知装置３が、塩分を含んだ次亜塩素酸水の抵抗値（測定値）に基づいて陰イオン交換膜１１の膜破れを検知（感知）してその異常を報知する。そして、陰イオン交換膜１１の膜破れの異常を知った作業者は、その破損した膜を新しい陰イオン交換膜１１に交換する作業等を行う。

【0040】

したがって、このような異常検知装置３を具備した生成システム１によれば、従来検知できなかった陰イオン交換膜１１の膜破れ等の異常を適切に検知することができ、よって、生成システム１の信頼性や安全性等の向上を図ることができる。

【0041】

また、異常検知装置３は、互いに離間対向する対をなす電極板６１を内部に設けた配管部４１を備えたものであるから、異常検知装置３を第１排出配管３６の途中（後述するが第２排出配管の途中でもよい）に容易に設置することができ、例えば後付けも容易である。

【0042】

なお、異常検知装置３は、排出配管の途中に組み込んで設置するものには限定されず、例えば図５に示すものでもよい。

【0043】

この図５（ａ）及び（ｂ）に示す異常検知装置３の各電極部４２は、例えば三室型の電解槽５における一方の電極室である陽極室６内に位置する矩形板状の電極板７１を有している。なお、図５（ａ）の電解槽５は、例えば２つの外板部５ａ，５ｂと、これら両外板部５ａ，５ｂ間に位置する中板部５ｃとを有している。電極板７１を内部に設けた陽極室６は、外板部５ａ内に形成されている。

【0044】

また、陽極室６内で互いに離間対向する２枚の電極板７１は、陽極室６に形成された凹部７２の両側にそれぞれ嵌着されており、当該嵌着された電極板７１は電線７３を介して測定部４３に接続されている。凹部７２は、外板部５ａの内側面７５の下部に凹設されている。その外板部５ａの内底面７６のうち凹部７２の近傍位置には、陽極室６内の次亜塩素酸水を室外へ排出する排出口７７が設けられている。つまり、陽極室６内で生成された次亜塩素酸水が排出口７７に向かって流れる箇所に、２枚の電極板７１が配置されている。

【0045】

そして、陽極室６内においては、２枚の電極板７１間を次亜塩素酸水が下方の排出口７７に向かって流れるが、この際に、当該両電極板７１間を流れる次亜塩素酸水の抵抗値が測定部４３で測定され、判断部４４がその測定値に基づいて異常の有無を判断し、異常があると判断した場合には報知部４５がその旨を報知する。

【0046】

したがって、図５に示す異常検知装置３であっても、上記のものと同様、従来検知できなかった陰イオン交換膜１１の膜破れ等の異常を適切に検知することができる。

【0047】

また、例えば図６に示すように、生成装置２の第１排出配管３６及び第２排出配管３７の両方の途中に異常検知装置３（３ａ，３ｂ）を設置してもよい。

【0048】

そして、この図６に示す構成では、例えば陽イオン交換膜１２に膜破れが生じた場合、第２排出配管３７の途中に設置された異常検知装置３（３ｂ）が、塩分を含んだ苛性ソーダ水の抵抗値（測定値）に基づいて陽イオン交換膜１２の膜破れを検知してその異常を報知する。

【0049】

したがって、陰イオン交換膜１１の異常のみならず、陽イオン交換膜１２の異常（膜破れ等）も知ることができ、両隔膜の異常の有無を監視できる。

【0050】

なお、この場合、例えば共通の報知部である１つの表示部８１を用いて、それぞれの隔膜の異常表示を区別して表示するようにしてもよい。また、例えば膜破れ等の異常に関する異常情報を作業者の通信端末（例えばパソコン、スマホ等）に通知するようにしてもよい。さらに、例えば第２排出配管のみに異常検知装置を設置した構成等でもよい。

【0051】

また、例えば図示しないが、陽イオン交換膜の異常を検知するために、図５に示す異常検知装置３の２枚の電極板７１を電解槽５の陰極室７内に設けるようにしてもよい。

【0052】

また一方、生成装置は、上述した三室型電解装置には限定されず、例えば一室型電解装置や二室型電解装置等でもよく、また、複数の電解槽を連続して設置するものでもよく、この場合は各電解槽ごとに異常検知装置を設ける。

【0053】

また、流体（例えば異常発生時に電解質を含む水溶液等の液体）を扱う任意の装置に対して異常検知装置を適用することも可能である。

【0054】

なお、本発明のいくつかの実施形態及びその変形例について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0055】

１ 生成システム
２ 生成装置（流体を扱う装置）
３ 異常検知装置
６，７ 電極室
１１，１２ 隔膜
３６，３７ 排出配管
４１ 配管部
４２ 電極部
４３ 測定部
４４ 判断部
４５ 報知部
６１，７１ 電極板
６２ 電極棒
７２ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】