本發(fā)明涉及一種組裝有電解槽和電力控制裝置的組裝裝置以及組裝裝置的控制方法，其中，該電解槽用于通過(guò)對(duì)原料水進(jìn)行電分解來(lái)制造使用于殺菌水等的電解水，該電力控制裝置對(duì)該電解槽供給電力。本申請(qǐng)基于2014年11月11日在日本提出申請(qǐng)的日本特愿2014-228806號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

以往，電解槽和電力控制裝置作為單體的裝置(電分解模塊)在市場(chǎng)中流通，但向已有的裝置、系統(tǒng)的組裝受到關(guān)注，例如，向洗衣機(jī)、空調(diào)、洗碗機(jī)、護(hù)理用整體浴室等需要?dú)⒕难b置(組裝裝置)的組裝受到關(guān)注。

在電解槽中進(jìn)行電分解的情況下，存在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電解槽發(fā)熱的問(wèn)題，在白金、銥等的燒制電極板中，當(dāng)溫度超過(guò)60℃時(shí)發(fā)生涂層的剝離，致使電極的壽命顯著降低。迄今為止，關(guān)于電解槽的冷卻，存在如專利文獻(xiàn)1所記載的電解槽那樣設(shè)置有使冷卻水流過(guò)電解槽的外側(cè)的冷卻夾套的例子。

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3986820號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

然而，在冷卻水極端地冷卻、冷卻水是溫水或者冷卻水根據(jù)外部空氣溫度而變化等情況下，很難將電解槽的溫度的控制維持為固定，存在無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定的電分解、或者反而縮短電極的壽命的可能性。在這樣的情況下，需要測(cè)定溫度并采取冷卻手段，但是很難測(cè)定電解槽的中心溫度，另外，為了將電解槽的溫度保持固定以防發(fā)生溫度上升，需要組建復(fù)雜的系統(tǒng)。

另外，在組裝裝置中組裝有電解槽的情況下，組裝裝置的內(nèi)側(cè)且電解槽的外側(cè)的部分的溫度(環(huán)境溫度)也由組裝裝置的發(fā)熱來(lái)決定，因此存在根據(jù)環(huán)境溫度而發(fā)生電解槽的溫度上升的可能性。

本發(fā)明是鑒于上述方面而完成的，提供一種組裝有電解槽和電力控制裝置的組裝裝置以及組裝裝置的控制方法，該電力控制裝置能夠抑制電解槽的溫度上升來(lái)抑制電極的壽命縮短。

用于解決問(wèn)題的方案

為了解決上述的課題，本發(fā)明的組裝裝置組裝有：電解槽，其用于利用陽(yáng)極與陰極之間流通的電流對(duì)原料水進(jìn)行電分解來(lái)制造電解水；以及電力控制裝置，其基于所輸入的直流電力對(duì)所述電解槽供給電解電流，其中，所述電力控制裝置具備：電壓電流控制電路，其在恒流控制模式下一邊以使所述電解電流不超過(guò)基準(zhǔn)電流的電流值的方式進(jìn)行控制一邊向所述電解槽供給所述電解電流，該基準(zhǔn)電流的電流值是根據(jù)構(gòu)成所述電解槽的單位電解池的額定電流來(lái)預(yù)先設(shè)定的；以及溫度檢測(cè)部，其檢測(cè)所述組裝裝置的內(nèi)側(cè)且所述電解槽的外側(cè)的環(huán)境溫度，當(dāng)所述溫度檢測(cè)部的檢測(cè)溫度為預(yù)先設(shè)定的額定溫度范圍外時(shí)，所述電壓電流控制電路停止所述電解電流的供給，當(dāng)所述溫度檢測(cè)部的檢測(cè)溫度回到所述額定溫度范圍內(nèi)時(shí)，所述電壓電流控制電路再開始所述電解電流的供給。

另外，在本發(fā)明的組裝裝置中，所述電力控制裝置還具備：電流檢測(cè)部，其與所述電壓電流控制電路的輸出端子連接，檢測(cè)自身的兩端間產(chǎn)生的電壓；以及電流限制部，其生成所述基準(zhǔn)電流，所述電壓電流控制電路具備：電壓電流檢測(cè)電路，其根據(jù)所述電流檢測(cè)部的兩端間電壓和所述電流檢測(cè)部的電阻值來(lái)計(jì)算流入所述電解槽的所述電解電流；比較器電路，其將所述電解電流與由所述電流限制部生成的所述基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較，輸出表示比較結(jié)果的電流比較結(jié)果信號(hào)；以及電壓控制電路，其一邊基于所述電流比較結(jié)果信號(hào)以使所述電解電流不超過(guò)所述基準(zhǔn)電流的方式進(jìn)行控制，一邊從所述輸出端子向所述電解槽供給所述電解電流。

另外，在本發(fā)明的組裝裝置中，所述電力控制裝置還具備電壓電流監(jiān)視電路，該電壓電流監(jiān)視電路向外部輸出表示所述電解電流的電流值的模擬數(shù)據(jù)。

另外，本發(fā)明的組裝裝置的控制方法是組裝有電解槽和電力控制裝置的組裝裝置的控制方法，該電解槽用于利用陽(yáng)極與陰極之間流通的電流對(duì)原料水進(jìn)行電分解來(lái)制造電解水，該電力控制裝置基于所輸入的直流電力對(duì)所述電解槽供給電解電流，其中，所述電力控制裝置具備：電壓電流控制電路，其在恒流控制模式下一邊以使所述電解電流不超過(guò)基準(zhǔn)電流的電流值的方式進(jìn)行控制一邊向所述電解槽供給所述電解電流，該基準(zhǔn)電流的電流值是根據(jù)構(gòu)成所述電解槽的單位電解池的額定電流來(lái)預(yù)先設(shè)定的；以及溫度檢測(cè)部，其檢測(cè)所述組裝裝置的內(nèi)側(cè)且所述電解槽的外側(cè)的環(huán)境溫度，在該組裝裝置的控制方法中，當(dāng)所述溫度檢測(cè)部的檢測(cè)溫度為預(yù)先設(shè)定的額定溫度范圍外時(shí)，所述電壓電流控制電路停止所述電解電流的供給，當(dāng)所述溫度檢測(cè)部的檢測(cè)溫度回到所述額定溫度范圍內(nèi)時(shí)，所述電壓電流控制電路再開始所述電解電流的供給。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明的組裝裝置中組裝的電力控制裝置中，當(dāng)環(huán)境溫度為預(yù)先設(shè)定的額定溫度范圍外時(shí)，電壓電流控制電路停止電解電流的供給，當(dāng)環(huán)境溫度回到額定溫度范圍內(nèi)時(shí)，電壓電流控制電路再開始電解電流的供給。由此，不測(cè)量電解槽的溫度就能夠抑制電解槽的溫度上升。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供組裝有電解槽和電力控制裝置的組裝裝置以及組裝裝置的控制方法，能夠抑制電解槽的溫度上升來(lái)抑制電極的壽命縮短。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的電解槽恒壓恒流電源電路10的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示圖1所示的開關(guān)cvcc電源電路20的概要結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是用于說(shuō)明電解槽恒壓恒流電源電路10的控制的圖。

圖4是將圖3所示的從恒流控制向恒壓控制的切換部分放大了的圖。

圖5是表示組裝有電解槽和恒流控制基板的組裝裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。

圖6是表示環(huán)境溫度為30℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖7是表示環(huán)境溫度為35℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖8是表示環(huán)境溫度為40℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖9是表示環(huán)境溫度為42.5℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖10是表示環(huán)境溫度為45℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖11是表示環(huán)境溫度為47.5℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖12是表示環(huán)境溫度為50℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

圖13是表示平均電流值、有效氯濃度以及電解槽溫度的相對(duì)于環(huán)境溫度的變化的圖。

圖14是表示平均電流值與有效氯濃度之間的關(guān)系的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。

在通常的恒壓電分解中，當(dāng)從電源向填充有被電解液的電解槽施加固定電壓時(shí)，在電解初期流動(dòng)大的電流，之后電流逐漸衰減。因此，為了保持固定的電流，需要調(diào)整被電解液的濃度。另一方面，在通常的恒流電分解中，通過(guò)基于被電解液的濃度調(diào)整的電壓調(diào)整來(lái)調(diào)整電流，或者通過(guò)電源本身的接通(on)或斷開(off)控制來(lái)調(diào)整電流。

與此相對(duì)，利用基于本發(fā)明的實(shí)施方式的電力控制裝置進(jìn)行的電分解是以恒流/恒壓電分解方式進(jìn)行的電分解，詳細(xì)內(nèi)容后述。該方式是：在電解電壓低(電流超過(guò)設(shè)定值而引起電壓下降)時(shí)，將電流限制為固定，在電解電壓成為設(shè)定電壓以后，以最大電解電壓進(jìn)行電分解。

此外，關(guān)于最大電解電壓(額定電壓)，期望通過(guò)電解槽的設(shè)計(jì)(電解池結(jié)構(gòu))而設(shè)計(jì)成每一個(gè)電解池為2.0v(1.5～2.5v)。另外，關(guān)于最大電解電流(額定電流)，期望設(shè)計(jì)成與電極的催化能力對(duì)應(yīng)的每電極面積的電流值(電流密度)。但是，不限定于這些額定電流和額定電壓，電力控制裝置能夠與電解槽的電解池結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)地進(jìn)行恒流/恒壓電分解。

下面，首先參照?qǐng)D1和圖2來(lái)說(shuō)明電解槽恒壓恒流電源電路10(電力控制裝置)的結(jié)構(gòu)。圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的電解槽恒壓恒流電源電路10的概要結(jié)構(gòu)的圖。另外，圖2是表示圖1所示的開關(guān)cvcc(constantvoltageconstantcurrent；恒壓恒流)電源電路20(電壓電流控制電路)的概要結(jié)構(gòu)的圖。

電解槽恒壓恒流電源電路10包括開關(guān)cvcc電源電路20、電流檢測(cè)電阻30(電流檢測(cè)部)、電流限制電阻40(電流限制部)、分壓電阻50(分壓部)、電流限制切換電路60以及熱敏電阻器70(溫度檢測(cè)部)。

開關(guān)cvcc電源電路20在針對(duì)各個(gè)電源決定的范圍內(nèi)，在預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓值/基準(zhǔn)電流值的范圍內(nèi)根據(jù)負(fù)載狀態(tài)(電解槽1內(nèi)的被電解液的濃度)自動(dòng)對(duì)電解槽1進(jìn)行恒壓或者恒流動(dòng)作，該預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓值/基準(zhǔn)電流值的范圍的詳細(xì)內(nèi)容后述。因此，開關(guān)cvcc電源電路20具備用于與圖1所示的各電路以及電解槽1連接的作為端子的第1引腳20_1～第19引腳20_19。另外，如圖2所示，開關(guān)cvcc電源電路20包括電壓電流控制電路21和電壓電流監(jiān)視電路25。其中，電壓電流控制電路21包括電壓控制電路22、電壓電流檢測(cè)電路23以及放大器/比較器電路24(以下簡(jiǎn)稱為比較器電路)。比較器電路24具有對(duì)所輸入的信號(hào)進(jìn)行放大的功能。

如圖1所示，第1引腳20_1經(jīng)由電流檢測(cè)電阻30而與電解槽1的陽(yáng)極1a連接。另外，第1引腳20_1與圖2所示的電壓控制電路22的第1引腳22_1連接。

開關(guān)cvcc電源電路20的電壓控制電路22是從第1引腳20_1向電解槽1的陽(yáng)極1a供給電力(電解電壓，電解電流)的電路。如后述那樣，在恒流模式下，電壓控制電路22以不超過(guò)基準(zhǔn)電流值的方式(即、通過(guò)恒流)對(duì)電解槽1進(jìn)行電力的供給，另外，在恒壓模式下，電壓控制電路22以不超過(guò)基準(zhǔn)電壓值的方式(即、通過(guò)恒壓)對(duì)電解槽1進(jìn)行電力的供給。

如圖1所示，第2引腳20_2與電流檢測(cè)電阻30(將自身的兩端間的電阻值設(shè)為電阻值rs)的一端連接，并且與圖2所示的電壓電流檢測(cè)電路23的第1引腳23_1連接。

另外，第3引腳20_3與電流檢測(cè)電阻30的另一端連接，并且與圖2所示的電壓電流檢測(cè)電路23的第2引腳23_2連接。

在此，電壓電流檢測(cè)電路23將電流檢測(cè)電阻30的兩端間產(chǎn)生的電壓(自身的兩端間電壓)轉(zhuǎn)換為在電解槽1中流動(dòng)的電解電流的電流值(根據(jù)兩端間電壓和電阻值rs進(jìn)行計(jì)算)，從第3引腳23_3對(duì)比較器電路24的第1引腳24_1輸出變換后的電流值。

如圖1所示，第4引腳20_4與電解槽1的陰極1b連接。另外，第4引腳20_4為gnd(接地)端子，被接地。另外，如圖2所示，同第4引腳20_4連接的第13引腳20_13與第4引腳20_4同為gnd(接地)端子，與0v連接。

第5引腳20_5與電解槽1的陽(yáng)極1a連接。另外，第5引腳20_5與圖2所示的電壓電流監(jiān)視電路25的第1引腳25_1連接。電壓電流監(jiān)視電路25向外部輸出模擬數(shù)據(jù)來(lái)作為一個(gè)功能，該模擬數(shù)據(jù)表示施加于電解槽1的電壓(電解電壓)的電壓值。

如圖1所示，電流限制電阻40由電流限制電阻40a(設(shè)電阻值為rp1)和電流限制電阻40b(設(shè)電阻值為rp2)的串聯(lián)電阻構(gòu)成。

第6引腳20_6與電流限制電阻40a的一端連接。另外，第6引腳20_6與比較器電路24的第2引腳24_2連接。

第7引腳20_7連接于電流限制電阻40a的另一端與電流限制電阻40b的一端的共用連接點(diǎn)。如圖1和圖2所示，第7引腳20_7經(jīng)由第14引腳20_14而與電流限制切換電路60的第1引腳60_1連接。

第8引腳20_8與電流限制電阻40b的另一端連接。另外，第8引腳20_8與比較器電路24的第3引腳24_3連接。

在此，電流限制電阻40是用于決定流入電解槽1的電流的電阻。在此，關(guān)于設(shè)定在第6引腳20_6和第7引腳20_7之間的電阻(設(shè)電阻值為rprog)與電解電流ielectrolytic之間的關(guān)系，使用比較器電路24所具有的例如電流誤差放大器的電流比較用基準(zhǔn)電壓vref、電流檢測(cè)電阻30的電阻值rs，而利用下述式(1)所示的設(shè)定電流式來(lái)表示。

式(1)rprog＝vref(v)×常量k/(rs(mω)×ielectrolytic)

由此，關(guān)于電流限制電阻40的各電阻值rp1、rp2，使用在與電解電流進(jìn)行比較時(shí)使用的基準(zhǔn)電壓(下面，設(shè)為電流比較用基準(zhǔn)電壓)、流入電解槽1的電流值(分別設(shè)為高側(cè)基準(zhǔn)電流值、低側(cè)基準(zhǔn)電流值)、比較器電路24的內(nèi)部失調(diào)電壓，基于下述式(2)以及(3)進(jìn)行設(shè)定。

式(2)rp1＝(電流比較用基準(zhǔn)電壓×常量k)/(rs×高側(cè)基準(zhǔn)電流+內(nèi)部失調(diào)電壓)

式(3)rp1+rp2＝(電流比較用基準(zhǔn)電壓×常量k)/(rs×低側(cè)基準(zhǔn)電流+內(nèi)部失調(diào)電壓)

此外，高側(cè)基準(zhǔn)電流是向電解槽1供給的電解電流的上限值，低側(cè)基準(zhǔn)電流是向電解槽1供給的電解電流的下限值(小于高側(cè)基準(zhǔn)電流且大于0的電流值)。另外，這些各基準(zhǔn)電流是在比較器電路24的第2引腳24_2與第3引腳24_3之間流動(dòng)的電流。

上述各基準(zhǔn)電流的切換由電流限制切換電路60來(lái)控制。如圖1和圖2所示，在電流限制切換電路60中，第1引腳60_1經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第14引腳20_14和第7引腳20_7而連接于電流限制電阻40a的另一端與電流限制電阻40b的一端的共用連接點(diǎn)。另外，第2引腳60_2經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第13引腳20_13而與0v連接。另外，從外部向第3引腳60_3輸入on/off(導(dǎo)通/截止)控制信號(hào)(控制占空比而得到的脈沖信號(hào))。電流限制切換電路60根據(jù)on/off控制信號(hào)的導(dǎo)通狀態(tài)(脈沖信號(hào)為h水平的狀態(tài))進(jìn)行使電流限制電阻40生成上述的高側(cè)基準(zhǔn)電流的控制。另外，電流限制切換電路60根據(jù)on/off控制信號(hào)的截止?fàn)顟B(tài)(脈沖信號(hào)為l水平的狀態(tài))進(jìn)行使電流限制電阻40生成上述的低側(cè)基準(zhǔn)電流的控制。

如圖1所示，分壓電阻50由分壓電阻50a(設(shè)電阻值為r1)和分壓電阻50b(設(shè)電阻值為r2)的串聯(lián)電阻構(gòu)成。

第9引腳20_9與分壓電阻50a的一端連接。另外，第9引腳20_9例如與第1引腳20_1連接，被輸入施加于電解槽1的電解電壓(監(jiān)視器電壓vmoni；檢測(cè)電壓)。另外，第9引腳20_9與圖2所示的比較器電路24的第4引腳24_4連接。

第10引腳20_10連接于分壓電阻50a的另一端與分壓電阻50b的一端的共用連接點(diǎn)。該共用連接點(diǎn)經(jīng)由第10引腳20_10而與比較器電路24的第5引腳24_5連接。以下，將該共用連接點(diǎn)處產(chǎn)生的分壓電壓稱為反饋電壓vfb。

第11引腳20_11與分壓電阻50b的另一端連接。另外，第11引腳20_11為gnd端子，與0v連接。第11引腳20_11與比較器電路24的第6引腳24_6連接。

在此，分壓電阻50是用于決定向電解槽1施加的最大電壓的電阻。

關(guān)于分壓電阻50的各電阻值r1、r2，利用在比較器電路24所具有的例如反饋誤差放大器中與電解電壓進(jìn)行比較時(shí)使用的基準(zhǔn)電壓(設(shè)為電壓比較用基準(zhǔn)電壓)和想對(duì)電解槽1最大施加的電壓值(設(shè)為電解槽的最大電壓值)，基于下述式(4)進(jìn)行設(shè)定。

式(4)電解槽的最大電壓值＝電壓比較用基準(zhǔn)電壓×(1+r1/r2)

也就是說(shuō)，分壓電阻50在第9引腳20_9中將第1引腳20_1(控制端子)的電壓檢測(cè)為監(jiān)視器電壓vmoni。分壓電阻50通過(guò)對(duì)該檢測(cè)出的監(jiān)視器電壓vmoni進(jìn)行分壓來(lái)使第10引腳20_10產(chǎn)生反饋電壓vfb。分壓電阻50對(duì)比較器電路24的第5引腳24_5輸出反饋電壓vfb。向比較器電路24輸入該反饋電壓vfb，該比較器電路24將反饋電壓vfb與上述電壓比較用基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。

返回圖1，第12引腳20_12及第13引腳20_13與位于電解槽恒壓恒流電源電路10的外部的直流電源(圖1中未圖示)的正極端子及負(fù)極端子分別連接，被輸入dc電力。輸入的該輸入電力(電壓和電流)是根據(jù)電解槽1的額定電流、額定電壓、即構(gòu)成電解槽1的電解池的額定電流、額定電壓以及個(gè)數(shù)而設(shè)定的。例如，在本實(shí)施方式中，設(shè)構(gòu)成電解槽1的電解池的每一個(gè)電解池的額定電壓例如是作為1.5v至2.5v之間的值的2v，將該值乘以電解池的個(gè)數(shù)而得到的值設(shè)定為輸入電壓。此外，額定電壓的值不限定于上述值的幅度，而是每一個(gè)電解池的理論電解電壓、過(guò)電壓、基于溶液電阻的電壓下降量的合計(jì)值。

第15引腳20_15～第17引腳20_17分別是用于將電解槽電壓監(jiān)視、電解槽電流監(jiān)視、電流檢測(cè)信號(hào)輸出到外部的控制裝置的端子。

這些第15引腳20_15～第17引腳20_17如圖2所示那樣與作為電壓電流監(jiān)視電路25的輸出端子的第3引腳25_3～第5引腳25_5分別連接。

在電壓電流監(jiān)視電路25中，第1引腳25_1如上述那樣與開關(guān)cvcc電源電路20的第5引腳20_5連接。另外，第2引腳25_2與比較器電路24的第8引腳24_8連接。

電壓電流監(jiān)視電路25從第3引腳25_3經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第15引腳20_15向外部輸出模擬數(shù)據(jù)，該模擬數(shù)據(jù)表示施加于電解槽1的電壓。

另外，電壓電流監(jiān)視電路25從第4引腳25_4經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第16引腳20_16向外部輸出模擬數(shù)據(jù)，該模擬數(shù)據(jù)表示從比較器電路24輸入的流入電解槽的電流(由電壓電流檢測(cè)電路23變換后的電流)。

另外，電壓電流監(jiān)視電路25基于從比較器電路24輸入的比較結(jié)果(由電壓電流檢測(cè)電路23變換后的電流低于上述高側(cè)基準(zhǔn)電流這一結(jié)果)，從第5引腳25_5經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第17引腳20_17向外部輸出電流檢測(cè)信號(hào)，該電流檢測(cè)信號(hào)表示開關(guān)cvcc電源電路20未向電解槽1供給恒流。此外，該電流檢測(cè)信號(hào)的形式可以是在出現(xiàn)異常的情況下使接點(diǎn)(引腳)導(dǎo)通的(例如設(shè)為h水平的)形式，另外，從破損安全的觀點(diǎn)出發(fā)也可以是在通常時(shí)設(shè)為h水平而在異常時(shí)設(shè)為l水平的形式。

返回圖1，第18引腳20_18及第19引腳20_19與熱敏電阻器70的兩端分別連接。熱敏電阻器的70的另一端經(jīng)由第19引腳20_19而與比較器電路24的第6引腳24_6連接，與第11引腳20_11同樣地接地。另一方面，熱敏電阻器70的一端經(jīng)由第18引腳20_18而與比較器電路24的第7引腳24_7連接。

當(dāng)由熱敏電阻器70檢測(cè)出的溫度(檢測(cè)溫度)為電解槽1的預(yù)先設(shè)定的額定溫度的范圍外時(shí)，比較器電路24對(duì)電壓控制電路22輸出指示暫時(shí)停止電分解的控制信號(hào)。電壓控制電路22當(dāng)被輸入該控制信號(hào)時(shí)，停止向電解槽1的電壓供給，電解槽1停止電分解。另外，當(dāng)熱敏電阻器70的檢測(cè)溫度回到額定溫度的范圍內(nèi)時(shí)，比較器電路24對(duì)電壓控制電路22輸出指示再開始電分解的控制信號(hào)。電壓控制電路22當(dāng)被輸入該控制信號(hào)時(shí)，再開始向電解槽1的電壓供給，電解槽1自動(dòng)開始電分解。

圖2所示的比較器電路24如上述那樣具有8個(gè)作為輸入端子的第1引腳24_1～第8引腳24_8以及作為輸出端子的第9引腳24_9。

比較器電路24將被輸入到第1引腳24_1的由電壓電流檢測(cè)電路23變換后的電流(電解電流)與在第1引腳24_1和第3引腳24_3之間流動(dòng)的電流(電流限制電阻40中流動(dòng)的高側(cè)基準(zhǔn)電流以及低側(cè)基準(zhǔn)電流)進(jìn)行比較，從第9引腳24_9輸出表示比較結(jié)果的電流比較結(jié)果信號(hào)。

另外，比較器電路24將被輸入到第5引腳24_5的反饋電壓vfb與電壓比較用基準(zhǔn)電壓(預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓)進(jìn)行比較，從第9引腳24_9輸出表示比較結(jié)果的電壓比較結(jié)果信號(hào)。

電壓控制電路22具有作為上述的輸入端子的第3引腳22_3和第4引腳22_4、作為輸出端子的第1引腳22_1、以及與比較器電路24的第9引腳24＿9連接的作為輸入端子的第2引腳22_2。

電壓控制電路22基于從第2引腳22_2輸入的電流比較結(jié)果信號(hào)，以由電壓電流檢測(cè)電路23變換后的電流(電解電流)不超過(guò)高側(cè)基準(zhǔn)電流的方式從第1引腳22_1經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第1引腳20_1向電解槽1供給電解電流。即，電壓控制電路22向電解槽1供給恒流。另外，電壓控制電路22基于電流比較結(jié)果信號(hào)，以使電解電流不低于低側(cè)基準(zhǔn)電流的方式從第1引腳22_1經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第1引腳20_1向電解槽1供給電解電流。

另外，電壓控制電路22基于電壓比較結(jié)果信號(hào)，以反饋電壓vfb不超過(guò)基準(zhǔn)電壓的方式向電解槽1供給電解電壓。即，以向電解槽1施加的電壓不超過(guò)最大電解電壓的方式向電解槽1施加恒壓。

電解槽恒壓恒流電源電路10(電力控制裝置)具有上述的電路結(jié)構(gòu)。因此，能夠根據(jù)電解槽1的被電解液的濃度的變化而在恒流控制模式與恒壓控制模式之間進(jìn)行切換，來(lái)向電解槽1供給施加電壓。下面，說(shuō)明恒流控制模式和恒壓控制模式。

(恒流控制模式)

在電解槽1中的電解電流的控制中，進(jìn)行控制以使得由電流檢測(cè)電阻30檢測(cè)出的電解電流不超過(guò)設(shè)定的最大電解電流(高側(cè)基準(zhǔn)電流)。例如，當(dāng)從開關(guān)cvcc電路20的第1引腳20_1向填充有被電解液的電解槽1施加輸出電壓vout時(shí)，電流檢測(cè)電阻30感測(cè)向電解槽1的輸出電流。測(cè)定電流檢測(cè)電阻(感測(cè)電阻)的兩端的電壓，例如利用電壓電流檢測(cè)電路23的電流放大器將電壓轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)比較器電路24輸出該電流信號(hào)。

例如，處于比較器電路24的電流誤差放大器將該電流信號(hào)與對(duì)電流限制電阻40(可編程電阻)設(shè)定的基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較，向電壓控制電路22的第2引腳22_2輸出指示進(jìn)行輸出電流的修正的信號(hào)(比較結(jié)果信號(hào))。此外，如上所述，存在低側(cè)基準(zhǔn)電流和高側(cè)基準(zhǔn)電流，因此電壓控制電路22包含將輸出電壓信號(hào)(輸出電壓vout)從第1引腳20_1(控制端子)輸出的功能，該輸出電壓信號(hào)(輸出電壓vout)是以與脈沖信號(hào)(on/off控制信號(hào))的導(dǎo)通狀態(tài)及截止?fàn)顟B(tài)對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制后的信號(hào)。

(恒壓控制模式)

當(dāng)在電解槽1中被電解液的濃度變小時(shí)，為了維持恒流而電壓上升。當(dāng)達(dá)到最大電解電壓時(shí)，如上述那樣電壓調(diào)節(jié)功能發(fā)揮作用，切換為恒壓的控制。使用設(shè)置于對(duì)比較器電路24預(yù)先設(shè)定的電壓比較用基準(zhǔn)電壓與位于比較器電路24的例如反饋誤差放大器的輸入之間的分壓電阻50(反饋電阻分配)來(lái)設(shè)定最大電解電壓水平。如上述那樣利用比較器電路24內(nèi)的電壓反饋誤差放大器將該分壓電阻50的反饋電壓vfb與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，來(lái)控制來(lái)自電壓控制電路22的第1引腳20_1的輸出電壓。

(實(shí)施方式的說(shuō)明)

接著，參照?qǐng)D3和圖4對(duì)根據(jù)電解槽1的被電解液的濃度的變化在恒流控制模式與恒壓控制模式之間進(jìn)行切換來(lái)向電解槽1供給施加電壓的電解槽恒壓恒流電源電路10的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖3是用于說(shuō)明電解槽恒壓恒流電源電路10的控制的圖。另外，圖4是將圖3所示的從恒流控制向恒壓控制的切換部分放大了的圖。此外，在圖3和圖4中，橫軸的時(shí)間是不同的，這些圖表示在不同的日期和時(shí)間進(jìn)行的相同條件下的控制。

圖3示出了使用基于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電解槽恒壓恒流電源電路10進(jìn)行的電解槽1中的電分解。在圖3所示的曲線圖中，將橫軸設(shè)為時(shí)間，將左側(cè)的縱軸設(shè)計(jì)為電解電流(電解電流)，將右的縱軸設(shè)計(jì)為電解槽的電壓。

在圖3中，在上部示出與時(shí)間對(duì)應(yīng)的電解槽的電壓變化，在下部示出向電解槽流入的電流的變化。該圖3所示的例子示出了在填充有鹽酸來(lái)作為被電解液的電解槽1中進(jìn)行電分解的電解循環(huán)。此外，向電解槽1填充的被電解液不限于鹽酸。

在電解槽1中，在恒流控制(δt1)的區(qū)域和恒壓控制(δt2)的區(qū)域這兩種控制下對(duì)鹽酸進(jìn)行電分解。

此外，在圖3所示的例子中，通過(guò)將電解槽1的電解池?cái)?shù)量設(shè)為12個(gè)電解池，而設(shè)計(jì)為電路的最大電流值為2.94a、最大電壓為24v。當(dāng)向電解槽1過(guò)度填充了鹽酸時(shí)，通常產(chǎn)生浪涌電流(過(guò)電流)，但由于能夠通過(guò)上述的恒流控制來(lái)維持固定的電流而能夠防止浪涌電流。

參照?qǐng)D3，當(dāng)電解槽1的電壓達(dá)到最大值時(shí)(圖3中為480sec左右)，電解槽恒壓恒流電源電路10從恒流控制轉(zhuǎn)變?yōu)楹銐嚎刂?。這樣，自動(dòng)地向電解槽1供給固定電壓(上述的預(yù)先設(shè)定的電壓比較用基準(zhǔn)電壓)。當(dāng)電解槽恒壓恒流電源電路10轉(zhuǎn)變?yōu)楹銐嚎刂茣r(shí)，由于電分解的進(jìn)行而鹽酸的濃度減少，因此流向電解槽1的電流如δt2的區(qū)域所示那樣逐漸減少。

此時(shí)，如果電解槽1為間歇式的電解槽，則在達(dá)到最小閾值的電流之后，能夠利用從第17引腳20_17輸出的電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)表示電分解的結(jié)束，能夠結(jié)束電分解的循環(huán)。

另一方面，如果電分解的循環(huán)不終止而將電流檢測(cè)信號(hào)作為向電解槽1供給鹽酸的鹽酸泵的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，在恒壓時(shí)向電解槽1供給鹽酸，則電流上升至電解電流值，再轉(zhuǎn)變?yōu)楹懔骺刂?。通過(guò)重復(fù)該恒流控制和恒壓控制的循環(huán)，能夠進(jìn)行連續(xù)式電分解(圖4所示的δa的范圍)。

另外，在電解槽1的電壓增加時(shí)(圖4所示的δv的范圍)，電流保持固定。利用該情況，向電解槽1供給適量的鹽酸，由此能夠進(jìn)行恒流的連續(xù)式電分解。

這樣，本發(fā)明的實(shí)施方式的電解槽恒壓恒流電源電路10是基于所輸入的直流電力對(duì)用于利用在陽(yáng)極1a與陰極1b之間流通的電流對(duì)原料水進(jìn)行電分解來(lái)制造電解水的電解槽1供給電解電壓和電解電流的電力控制裝置。電解槽恒壓恒流電源電路10具有恒流控制模式，在該恒流控制模式下，以使電解電流不超過(guò)電流比較用基準(zhǔn)電流(根據(jù)構(gòu)成電解槽1的單位電解池的額定電流來(lái)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電流)的電流值的方式進(jìn)行控制來(lái)向電解槽1供給電解電流。另外，電解槽恒壓恒流電源電路10還具有恒壓控制模式，在該恒壓控制模式下，以電解電壓不超過(guò)電壓比較用基準(zhǔn)電壓(根據(jù)構(gòu)成電解槽1的單位電解池的額定電壓和個(gè)數(shù)來(lái)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)電壓)的電壓值的方式進(jìn)行控制來(lái)向電解槽供給電解電壓。而且，電解槽恒壓恒流電源電路10根據(jù)電解槽內(nèi)的被電解液的濃度在恒流控制模式與恒壓控制模式之間進(jìn)行切換來(lái)對(duì)電解槽1通電。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電解槽恒壓恒流電源電路10，基于電流比較用基準(zhǔn)電壓和電壓比較用基準(zhǔn)電壓(根據(jù)構(gòu)成電解槽1的單位電解池的額定電流、額定電壓以及個(gè)數(shù)來(lái)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值)向電解槽供給電流和電壓。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，對(duì)電解池結(jié)構(gòu)不同的電解槽也能夠提供能夠共同利用的電力控制裝置。

另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，具備電流限制切換電路60，由此在進(jìn)行占空比控制而得到的脈沖信號(hào)的on(h水平)時(shí)，將電流限制電阻40(可編程電阻)設(shè)定為rp1，將比較器電路24控制為設(shè)定電流值(高側(cè)基準(zhǔn)電流)。另一方面，在進(jìn)行占空比控制而得到的脈沖信號(hào)的off(l水平)時(shí)，能夠?qū)㈦娏飨拗齐娮?0設(shè)定為rp1+rp2，將流入電解槽1的電流值控制為超過(guò)0(零)a的設(shè)定電流值(低側(cè)基準(zhǔn)電流)以上的值且盡可能接近0a的值。

另外，本發(fā)明的實(shí)施方式的電解槽恒壓恒流電源電路10能夠如上述那樣由最小限的電子部件(電阻、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、比較器等)構(gòu)成。因此，作為低成本且緊湊的電解水制造裝置的部件，能夠提供本發(fā)明的實(shí)施方式的電解槽恒壓恒流電源電路10。

(第二實(shí)施方式的說(shuō)明)

在第二實(shí)施方式中，對(duì)不是直接測(cè)定電解槽的內(nèi)部和表層溫度，而是根據(jù)環(huán)境溫度對(duì)電分解進(jìn)行節(jié)流控制來(lái)防止電解槽的溫度上升的恒流控制基板進(jìn)行說(shuō)明。

圖5是表示組裝有電解槽和恒流控制基板的組裝裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。

電解槽等同于上述說(shuō)明的電解槽1，恒流控制基板等同于上述說(shuō)明的電解槽恒壓恒流電源電路10(電力控制裝置)。組裝裝置100是使用在電解槽1中制造出的電解水的裝置，組裝有電解槽1和電解槽恒壓恒流電源電路10。

此外，在圖5中，關(guān)于開關(guān)cvcc電源電路20(電壓電流控制電路)，示出了圖1和圖2所示的一部分。在圖5中，省略的部分是使用圖1和圖2說(shuō)明過(guò)的部分，因此省略說(shuō)明。

如圖5所示，電解槽恒壓恒流電源電路10包括上述說(shuō)明的熱敏電阻器70(溫度檢測(cè)部)。但是，在第二實(shí)施方式中，熱敏電阻器70配置于用于檢測(cè)環(huán)境溫度的位置。在此，環(huán)境溫度是指組裝有電解槽1和電解槽恒壓恒流電源電路10的、使用電解水的組裝裝置100的內(nèi)側(cè)且電解槽1的外側(cè)的溫度。即，熱敏電阻器70不是直接測(cè)定電解槽1的內(nèi)部和表層溫度，而是檢測(cè)環(huán)境溫度。此外，也可以不使用熱敏電阻，而換用恒溫器等其它的溫度傳感器。

節(jié)流控制相當(dāng)于電解槽恒壓恒流電源電路10根據(jù)環(huán)境溫度在固定的時(shí)間進(jìn)行或停止恒流控制的間歇控制。

即，當(dāng)由熱敏電阻器70檢測(cè)到的環(huán)境溫度為電解槽1的預(yù)先設(shè)定的額定溫度的范圍外時(shí)，比較器電路24對(duì)電壓控制電路22輸出指示暫時(shí)停止電分解的控制信號(hào)。電壓控制電路22當(dāng)被輸入該控制信號(hào)時(shí)，停止向電解槽1的恒流供給，電解槽1停止電分解。另外，當(dāng)由熱敏電阻器70檢測(cè)到的環(huán)境溫度回到額定溫度的范圍內(nèi)時(shí)，比較器電路24對(duì)電壓控制電路22輸出指示再開始電分解的控制信號(hào)。電壓控制電路22當(dāng)被輸入該控制信號(hào)時(shí)，再開始向電解槽1的恒流供給，電解槽1自動(dòng)開始電分解。

此外，在此，關(guān)于恒流控制中的恒流的值，在脈沖信號(hào)的導(dǎo)通狀態(tài)下為100％，在斷開狀態(tài)下為0％，是由電流限制切換電路60決定的高側(cè)基準(zhǔn)電流的值。另外，在停止了恒流控制的狀態(tài)下，不向電解槽1流通由電流限制切換電路60決定的低側(cè)基準(zhǔn)電流的值，而是由于電解槽恒壓恒流電源電路10和電流限制切換電路60被切斷而流通0a的電流。即，電解槽恒壓恒流電源電路10能夠進(jìn)行如下的節(jié)流控制：當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)額定溫度時(shí)，中止恒流控制，在中止恒流控制后當(dāng)環(huán)境溫度低于額定溫度時(shí)，再開始恒流控制。

(實(shí)驗(yàn)例)

下面，參照?qǐng)D6～圖14對(duì)使用電解槽1、電解槽恒壓恒流電源電路10以及組裝有電解槽1和電解槽恒壓恒流電源電路10的恒溫槽(組裝裝置100)進(jìn)行節(jié)流控制的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行說(shuō)明。圖6～圖12分別示出將額定溫度設(shè)為30℃～50℃的情況下的各額定溫度時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化。

作為電解槽1，使用電解池的數(shù)量為6個(gè)的電解槽。通過(guò)向電解槽1中供給9％鹽酸，來(lái)將對(duì)開關(guān)cvcc電源電路20施加3a的電解電流時(shí)的電解電壓調(diào)整為10v。將通過(guò)電分解而產(chǎn)生的氯氣注入到流量為每小時(shí)20l的水中。

圖6是表示環(huán)境溫度為30℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。另外，圖7是表示環(huán)境溫度為35℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。另外，圖8是表示環(huán)境溫度為40℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

如圖6～圖8所示，在40℃以下，持續(xù)地通過(guò)恒流控制模式進(jìn)行電分解。

圖9是表示環(huán)境溫度為42.5℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。另外，圖10是表示環(huán)境溫度為45℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。另外，圖11是表示環(huán)境溫度為47.5℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。另外，圖12是表示環(huán)境溫度為50℃時(shí)的電流值的隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的變化的圖。

如圖9～圖12所示，環(huán)境溫度越上升則越頻繁地發(fā)生節(jié)流。

圖13是表示平均電流值、有效氯濃度以及電解槽溫度的相對(duì)于環(huán)境溫度的變化的圖。另外，圖14是表示平均電流值與有效氯濃度之間的關(guān)系的圖。

隨著環(huán)境溫度上升而頻繁地發(fā)生節(jié)流，因此如圖13所示，平均電流值減少。如圖14所示，有效氯濃度與平均電流值成比例地降低。另外，如圖13所示，節(jié)流的發(fā)生取發(fā)熱與冷卻之間的平衡，最終，即使環(huán)境溫度為50℃，電解槽的溫度也沒有成為50℃以上。

連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電解槽的發(fā)熱問(wèn)題是以往的大課題。當(dāng)電極板的溫度超過(guò)60℃時(shí)，容易發(fā)生涂層材料的剝離，從而對(duì)電解槽的壽命產(chǎn)生影響。

電解槽的發(fā)熱不僅受季節(jié)所影響，還受設(shè)置場(chǎng)所等的使用環(huán)境溫度所影響，通過(guò)對(duì)電分解進(jìn)行節(jié)流控制，能夠可靠地抑制由于與環(huán)境溫度相應(yīng)的電解槽的發(fā)熱而引起的電解槽的溫度上升。迄今為止，在即使冷卻也不能抑制電解槽的溫度的上升時(shí)，為了保護(hù)電解槽而必須停止電分解。但是，在本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)電分解進(jìn)行節(jié)流控制，抑制電解槽的溫度上升，在環(huán)境溫度超過(guò)額定溫度＝上限(50℃)之前能夠持續(xù)進(jìn)行電分解。由此，在組裝有電解槽和能夠抑制電解槽的溫度上升來(lái)抑制電極的壽命縮短的電力控制裝置的組裝裝置中，能夠抑制電解槽的溫度上升來(lái)抑制電極的惡化。

另外，當(dāng)由于環(huán)境溫度而弱酸性電解水的溫度超過(guò)40℃時(shí)，對(duì)作為主要成分的次氯酸分子進(jìn)行分解，也擔(dān)心會(huì)發(fā)生腐蝕使用于電解槽的配管、組裝裝置的金屬、樹脂的問(wèn)題。但是，在本實(shí)施方式中，當(dāng)電解槽的溫度上升而環(huán)境溫度超過(guò)額定溫度＝40℃從而發(fā)生節(jié)流時(shí)，使有效氯濃度與該溫度上升成比例地降低，由此也能夠進(jìn)行應(yīng)對(duì)來(lái)抑制電解水的腐蝕。

另外，在發(fā)生節(jié)流時(shí)，也能夠?qū)κ褂谜咄ㄖ獪囟鹊漠惓３潭?有效氯濃度根據(jù)溫度而降低的程度)。表示流入電解槽的電流的模擬數(shù)據(jù)經(jīng)由開關(guān)cvcc電源電路20的第16引腳20_16向外部輸出。根據(jù)該模擬數(shù)據(jù)來(lái)判斷與額定溫度分別對(duì)應(yīng)的恒流的值、流通恒流的時(shí)間以及0a的時(shí)間，因此通過(guò)計(jì)算平均電流值能夠獲知與額定溫度分別對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度及有效氯濃度。

以上，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，但具體的結(jié)構(gòu)不限定于上述的說(shuō)明，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種設(shè)計(jì)變更等。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

在本發(fā)明的組裝裝置中組裝的電力控制裝置中，當(dāng)環(huán)境溫度為預(yù)先設(shè)定的額定溫度范圍外時(shí)，電壓電流控制電路停止電解電流的供給，當(dāng)環(huán)境溫度回到額定溫度范圍內(nèi)時(shí)，電壓電流控制電路再開始電解電流的供給。由此，不測(cè)量電解槽的溫度就能夠抑制電解槽的溫度上升。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種組裝有電解槽和電力控制裝置的組裝裝置以及組裝裝置的控制方法，該電力控制裝置能夠抑制電解槽的溫度上升來(lái)抑制電極的壽命縮短。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1：電解槽；10：電解槽恒壓恒流電源電路；20：開關(guān)cvcc電源電路；21：電壓電流控制電路；22：電壓控制電路；23：電壓電流檢測(cè)電路；24：放大器/比較器電路；25：電壓電流監(jiān)視電路；30：電流檢測(cè)電阻；40：電流限制電阻；50：分壓電阻；60：電流限制切換電路；70：熱敏電阻器；100：組裝裝置。