電力控制裝置以及電力控制裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種對(duì)電解槽供給電力的電力控制裝置W及電力控制裝置的控制方 法，所述電解槽用于通過(guò)對(duì)原料水進(jìn)行電解來(lái)制造在殺菌水中使用的電解水。本申請(qǐng)基于 2013年6月10日向日本申請(qǐng)的特愿2013-121626號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002] W往，已知通過(guò)電解水制造裝置對(duì)含有氯離子的原料水進(jìn)行電解所得到的電解水 雖然氯濃度低但是具有高的殺菌效果，并且具有對(duì)人的安全性高等有利的性質(zhì)。因此，在食 品相關(guān)領(lǐng)域等中，電解水被廣泛用于對(duì)食品或加工食品的設(shè)備進(jìn)行殺菌等。特別在近年來(lái)， 對(duì)食品或處理食品的人的衛(wèi)生管理的意識(shí)不斷提高，因此作為普通的家庭用W及業(yè)務(wù)用， 期待開(kāi)發(fā)出能夠簡(jiǎn)單地使用和維護(hù)的電解水制造裝置。
[0003] 作為該電解水制造裝置的結(jié)構(gòu)，考慮W下的結(jié)構(gòu)：在直流電源與電解槽之間配置 電力控制裝置，由電力控制裝置基于直流電源供給的直流電力使期望的電流流過(guò)電解槽， 并在電解槽中利用流過(guò)的電流來(lái)對(duì)原料水進(jìn)行電解。例如，在下述的專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi) 了一種恒流控制電路42,為了對(duì)在電解槽1的主體內(nèi)流通的海水進(jìn)行電解，該恒流控制電 路42基于直流電源41的直流電力向電解槽1供給期望的恒流（參照專利文獻(xiàn)1的段落 "0032，，~"0033，，、" 0049，，~"0051"W及圖 2)。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2012-246553號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)00引 發(fā)巧要解決的間顆
[0006] 然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的電力控制裝置（恒流控制電路42)中，沒(méi)有記載構(gòu)成 電解槽的單元的額定電流、額定電壓W及個(gè)數(shù)不同的情況下的電力控制裝置的結(jié)構(gòu)。也就 是說(shuō)，W往在制造電解水制造裝置的情況下，在使用單元結(jié)構(gòu)不同的電解槽時(shí)，需要制造與 各個(gè)電解槽相應(yīng)的專用的電力控制裝置。
[0007] 本發(fā)明是鑒于上述的點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種對(duì)單元結(jié)構(gòu)不同的電解槽 也能夠通用的通用性高的電力控制裝置W及電力控制裝置的控制方法。
[0008] 用于解決間顆的方案
[0009] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的第一方式是一種電力控制裝置，基于所輸入的直流 電力向電解槽供給電解電壓和電解電流，電解槽用于通過(guò)在陽(yáng)極與陰極之間流過(guò)的電流來(lái) 對(duì)原料水進(jìn)行電解從而制造電解水。該電力控制裝置具備電壓電流控制電路，該電壓電流 控制電路在恒流控制模式下進(jìn)行控制W使電解電流不超過(guò)基準(zhǔn)電流的電流值并且向電解 槽供給電解電流，其中，基準(zhǔn)電流是根據(jù)構(gòu)成電解槽的單位單元的額定電流預(yù)先設(shè)定的，該 電壓電流控制電路在恒壓控制模式下進(jìn)行控制W使電解電壓不超過(guò)基準(zhǔn)電壓的電壓值并 且向電解槽供給電解電壓，其中，基準(zhǔn)電壓是根據(jù)構(gòu)成電解槽的單位單元的額定電壓和個(gè) 數(shù)預(yù)先設(shè)定的。電壓電流控制電路根據(jù)電解槽內(nèi)的被電解液的濃度來(lái)在恒流控制模式與恒 壓控制模式之間切換。
[0010] 另外，本發(fā)明的第二方式是在上述第一方式的電力控制裝置中，還具備：電流檢測(cè) 部，其與電壓電流控制電路的輸出端子連接，用于檢測(cè)在自身的兩端之間產(chǎn)生的電壓；電流 限制部，其用于生成基準(zhǔn)電流；W及電壓分割部，其檢測(cè)輸出端子的電壓，并通過(guò)對(duì)檢測(cè)出 的所述電壓進(jìn)行分壓來(lái)產(chǎn)生反饋電壓。電壓電流控制電路具備：電壓電流檢測(cè)電路，其根據(jù) 電流檢測(cè)部的兩端之間的電壓和電流檢測(cè)部的電阻值來(lái)計(jì)算流過(guò)電解槽的電解電流；比較 電路，其對(duì)電解電流和通過(guò)電流限制部生成的基準(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)，并且對(duì)反饋電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出表示比較結(jié)果的電壓比較結(jié) 果信號(hào)；W及電壓控制電路，其基于電流比較結(jié)果信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制W使電解電流不超過(guò)基 準(zhǔn)電流并且從輸出端子向電解槽供給電解電流，并且，基于電壓比較結(jié)果信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制 W使反饋電壓不超過(guò)基準(zhǔn)電壓并且向電解槽供給電解電壓。
[0011] 另外，本發(fā)明的第Ξ方式是在上述第二方式的電力控制裝置中，還具備電流限制 切換電路，其與從外部輸入的被控制了占空比的脈沖信號(hào)為接通狀態(tài)相應(yīng)地使電流限制部 生成所述基準(zhǔn)電流，并且，該電流限制切換電路與脈沖信號(hào)為斷開(kāi)狀態(tài)相應(yīng)地使電流限制 部生成低于基準(zhǔn)電流且具有大于零的值的低側(cè)基準(zhǔn)電流。比較電路對(duì)電解電流和流過(guò)電流 限制部的低側(cè)基準(zhǔn)電流進(jìn)行比較，并輸出表示比較結(jié)果的電流比較結(jié)果信號(hào)，電壓控制電 路基于電流比較結(jié)果信號(hào)進(jìn)行控制W使電解電流不低于低側(cè)基準(zhǔn)電流并且從輸出端子向 電解槽供給電解電流。
[0012] 另外，在本發(fā)明的第四方式中，上述第Ξ方式的電力控制裝置的電壓控制電路從 所述輸出端子輸出被脈寬調(diào)制為與脈沖信號(hào)的接通狀態(tài)和斷開(kāi)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的輸出電壓信號(hào)。
[0013] 另外，本發(fā)明的第五方式是在上述第二或第Ξ方式的電力控制裝置中，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電解電流的電流值的模擬數(shù)據(jù)、表 示電解電壓的電壓值的模擬數(shù)據(jù)W及表示電解電流的電流值低于基準(zhǔn)電流的電流檢測(cè)信 號(hào)。
[0014] 另外，本發(fā)明的第六方式是在上述第一~第Ξ方式中的任一電力控制裝置中，還 具備溫度檢測(cè)部，該溫度檢測(cè)部檢測(cè)電解槽的溫度。當(dāng)溫度檢測(cè)部的檢測(cè)溫度成為預(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供給電解電壓和電解電流。當(dāng)溫度檢測(cè)部 的檢測(cè)溫度恢復(fù)到所述額定溫度范圍內(nèi)時(shí)，電壓電流控制電路重新開(kāi)始供給電解電壓和電 解電流。
[0015] 另外，本發(fā)明的第屯方式是一種電力控制裝置的控制方法，該電力控制裝置基于 所輸入的直流電力向電解槽供給電解電壓和電解電流，其中，電解槽用于通過(guò)在陽(yáng)極與陰 極之間流過(guò)的電流來(lái)對(duì)原料水進(jìn)行電解從而制造電解水。該電力控制裝置的控制方法包含 W下步驟：恒流控制步驟，進(jìn)行控制W使電解電流不超過(guò)基準(zhǔn)電流的電流值并且向電解槽 供給電解電流，其中，基準(zhǔn)電流是根據(jù)構(gòu)成電解槽的單位單元的額定電流預(yù)先設(shè)定的；W及 恒壓控制步驟，進(jìn)行控制W使電解電壓不超過(guò)基準(zhǔn)電壓的電壓值并且向電解槽供給電解電 壓，其中，基準(zhǔn)電壓是根據(jù)構(gòu)成電解槽的單位單元的額定電壓和個(gè)數(shù)預(yù)先設(shè)定的，其中，在 電力控制裝置的控制方法中根據(jù)電解槽內(nèi)的被電解液的濃度來(lái)在恒流控制步驟與恒壓控 制步驟之間切換。
[0016] 發(fā)巧的效果
[0017] 本發(fā)明的電力控制裝置基于根據(jù)構(gòu)成電解槽的單位單元的額定電流、額定電壓W 及個(gè)數(shù)預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值來(lái)向電解槽供給電流和電壓。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種對(duì) 單元結(jié)構(gòu)不同的電解槽也能夠通用的通用性高的電力控制裝置W及電力控制裝置的控制 方法。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是表示本實(shí)施方式所設(shè)及的電解槽恒壓恒流電源電路的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0019] 圖2是表示圖1所示的開(kāi)關(guān)CVCC電源電路的概要結(jié)構(gòu)的圖。
[0020] 圖3是用于說(shuō)明電解槽恒壓恒流電源電路的控制的圖。
[0021] 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后的圖。
[0022] 圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例的電流控制模式的圖。
[0023] 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] W下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0025] 在通常的恒壓電解中，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 電解初期流過(guò)大的電流，電流逐漸衰減。因此，為了保持為固定的電流，需要調(diào)整被電解液 的濃度。另一方面，在通常的恒流電解中，通過(guò)調(diào)整被電解液的濃度來(lái)調(diào)整電壓，或通過(guò)電 源本身的接通（〇腳或斷開(kāi)（OF巧控制來(lái)調(diào)整電流。
[0026] 與此相對(duì)，使用了本發(fā)明的實(shí)施方式的電力控制裝置的電解W恒流/恒壓電解方 式進(jìn)行，詳細(xì)內(nèi)容在后面記述。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W后使用最大電解電壓進(jìn)行電解的方式。
[0027] 此外，關(guān)于最大電解電壓（額定電壓），期望根據(jù)電解槽的設(shè)計(jì)（單元結(jié)構(gòu)）設(shè)計(jì) 為每單元2.ονα. 5V~2. 5V)。另外，關(guān)于最大電解電流（額定電流），期望設(shè)計(jì)為與電極 的催化能力相應(yīng)的每單位電極面積的電流值（電流密度）。但是，并不限于運(yùn)些額定電流和 額定電壓，電力控制裝置能夠與電解槽的單元結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)地進(jìn)行恒流/恒壓電解。
[002引 W下，首先參照?qǐng)D1和圖2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)施方式所設(shè)及的電解槽恒壓恒流電源電路10的概要結(jié)構(gòu)的圖。另 夕F，圖2是表不圖1所不的開(kāi)關(guān)CVCC(ConstantVoltageConstantQirrent: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。 W29] 電解槽恒壓恒流電源電路10包括開(kāi)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）、電壓分割電阻50 (電壓分割部）、電流限制切換 電路60W及熱敏電阻器70 (溫度檢測(cè)部）。
[0030] 開(kāi)關(guān)CVCC電源電路20在對(duì)各個(gè)電源決定的范圍內(nèi)，在后面記述詳細(xì)內(nèi)容的預(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)地對(duì)電解槽1進(jìn)行恒壓或恒流動(dòng)作。因此，開(kāi)關(guān)CVCC電源電路20具備圖1所示的作 為用于與各電路W及電解槽1連接的端子的1號(hào)管腳20_1~19號(hào)管腳20_19。另外，如 圖2所示，開(kāi)關(guān)CVCC電源電路20還包括電壓電流控制