CN108624904A - 电解水生成装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种抑制包含有氯气的空气的排出且可靠性提高的电解水生成装置。根据实施方式,电解水生成装置具备:贮存水的贮水容器(112);设置于贮水容器内的一对电极(134a、134b);以及控制器(168),该控制器以规定的通电时间对电极通电,对水进行电解而生成电解水,并在经过规定的通电时间后停止了通电的状态下,将电解水放置规定的放置时间,使贮水容器内所产生的气体溶解于电解水。

Description

电解水生成装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请以日本专利申请2017 — 56272 (申请日为2017年3月22日)为基础,通过该申 请享受优先权的利益。本申请通过参照该申请而将该申请的全部内容包含在本申请中。
技术领域
[0003] 在此叙述的实施方式涉及电解水生成装置。
背景技术
[0004] 近年,己知有对水进行电解而赋予各种功能的电解水。例如,已经提出有生成次氯 酸水作为具有杀菌除臭功能的电解水,或者生成碱性离子水作为饮料或具有清洗防锈功能 的电解水的电解水生成装置。这种电解水生成装置使用了在一个室中具备一对电极的一室 型电解元件、在一对电极之间设置一个隔膜而被隔成阳极室和阴极室的二室型电解元件、 或者在一对电极之间设置两个隔膜且在阳极室和阴极室之间具备以两个隔膜划分的电解 液室的三室型电解元件等。电解水生成装置生成通过对电解液中或水中的电解质进行电解 得到的电解生成物来赋予各种功能的电解水。
[0005] 作为电解质,除水中包含的离子成分以外,还有特意添加的氯化物、氧化物、碱金 属盐、碳酸盐、有机酸等。例如,在三室型电解元件中,仅向中央的电解液室供给电解液,并 将阳极生成物和阴极生成物以从电解质中分离出的状态从阳极室和阴极室排出。
[0006] 在这些电解水生成装置中,一般都是一边向电解元件流入水或电解液一边进行电 解的流水式。但是,在流水式中,因为供水设备的水压变动或经时的配管传导性 (conductance)变动等各种原因,流量等与电解有关的条件容易发生变动。因此需要流量计 或水压流量调整机构,而且存在成为复杂且高价的配管系统的问题,或者存在由环境变动、 经时变动所导致的装置频繁异常停止、或水质发生变动的问题。
[0007] 作为用于解决该问题的手段,已经提出每一次向规定容量的电解元件供给水或电 解液进行电解的间歇式(静水式)的电解水生成装置。在间歇式中,即使水压等有变动,供水 排水所用的时间也仅稍微有变动,水量是稳定的。此外还不需要对流量进行管理的配管系 统。电解量也是只要对电极通电的时间进行调整即可,因此电源也可以使用简易电源。像这 样,间歇式的话,能够实现降低量产成本,且水质稳定的不容易停止的装置。
[0008] 但是,在间歇式电解水生成装置中,需要用于向电解元件供给或排出水或电解液 的时间、即需要电解以外的时间,与流水式相比,生成量减小,在大量消耗电解水的用途方 面不适合。因此,间歇式电解水生成装置在少量用途或者用很长时间向罐中贮水的用途中 进行使用。
[0009] 为了在上述间歇式电解水生成装置中增加生成量,必须迅速向电解元件供给水并 对所生成的电解水进行移送。但是,在静水的状态下进行了电解的情况下,电解元件内产生 的氯气不会溶解光,而是滞留在电解元件空间内。因此,当由于对电解元件的供水或电解水 的出入而使电解元件内的空间体积发生变化时,就会有包含有氯气的空气被从排水配管排 出到外部的可能性。
发明内容
[0010]本发明的实施方式所要解决的问题在于,提供一种抑制包含有氯气的空气的排出 且可靠性提高的电解水生成装置。
[0011]根据实施方式,电解水生成装置具备:贮水容器,贮存水;一对电极,设置于所述贮 水容器内;以及控制器,该控制器以规定的通电时间对所述电极通电,对所述水进行电解而 生成电解水,并在经过所述通电时间后停止了通电的状态下,将所述电解水放置规定的放 置时间,使所述贮水容器内所产生的气体溶解于所述电解水。
附图说明
[0012]图1是第一实施方式涉及的电解水生成装置的剖面图。
[0013]图2是示出所述电解水生成装置的生成动作的流程图。
[0014]图3是示出测量了在电解结束之后卸除了电极单元时的生成水容器的上部附近的 氯气和氯化氢气体的浓度后得到的结果的图。
[0015]图4是示出测量了对电解结束后的焖置时间进行各种改变时的生成水容器、开口 部的氯气和氯化氢气体的浓度后得到的结果的图。
[0016]图5是示出第二实施方式涉及的电解水生成装置的外观的立体图。
[0017]图6是示出第二实施方式涉及的电解水生成装置的剖面图。
[0018]图7是示出在电解开始时向贮水容器和电极单元进行供水的状态的所述电解水生 成装置的剖面图。
[0019]图8是电解中的所述电解水生成装置的剖面图。
[0020]图9是示出电解后排出电解水的状态的所述电解水生成装置的剖面图。
[0021]图10是示出电解后排出电解水的状态的所述电解水生成装置的剖面图。
[0022]图11是示出放置时间(焖置时间)与氯气浓度之间的关系的图。
[0023]图12是示出放置时间(焖置时间)与氯气浓度之间的关系的图。
[0024]图13是示出与pH值相应的次氯酸的平衡状态的图。
具体实施方式
[0025]以下,参照附图,对各种实施方式进行说明。另外,对实施方式中的共同的结构标 注相同的符号,且省略重复的说明。此外,各图是用于促使实施方式及其理解的模式图,其 形状、尺寸、比例等有与实际的装置不同之处,这些能够参考以下的说明和公知的技术而适 当地进行设计变更。
[0026](第一实施方式)
[0027]图1是示出第一实施方式涉及的电解水生成装置的剖面图。在本实施方式中,电解 水生成装置10作为将容纳在容器内的静水状态的水变为电解水的间歇式或罐型的电解水 生成装置而构成。如图1所示,电解水生成装置1〇具备:容纳水等液体的生成水容器(ie水容 器)112;自由拆装地安装在生成水容器112的上端开口、并被支承和配置在生成水容器112 内的电极单元116;载置和支承生成水容器112的支承台170;以及向电极单元116的电极供 给电解电力的供电部130。供电部130连接于未图示的AC电源。再有,供电部130也可以由提 供恒压的电池等构成。
[0028]生成水容器II2例如由氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯等耐酸性、耐碱性优秀的树脂或玻 璃形成,且形成为圆锥台状。生成水容器112具有上端开口 112a。生成水容器112例如形成为 可容纳1L水的容量。
[0029]电极单元II6具备:形成为圆板形状的支承体(盖体)114;支承于支承体,且位于与 支承体同轴的位置上的大致圆筒形状的壳体i丨8;以及设置于壳体丨丨8的下端部的排水机构 150〇
[0030]支承体114例如由氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯等耐酸性、耐碱性优秀的树脂形成。支 承体114被拆装自由地安装在生成水容器112的上端开口 112a,也作为将该上端开口 112a封 闭的盖体发挥作用。在支承体114的中央部形成有用于注入电解液的注入口 114a。进一步, 支承体114一体地具有从该支承体的下表面延伸的注入管H4b,该注入管114b与注入口 114a连通。
[0031] 壳体118例如由氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯等耐酸性、耐碱性优秀的树脂形成。壳体 118具有:形成中间室(电解液室)120的中间框架121;形成阴极室122的阴极箱124;以及形 成搅拌室(阳极室)126的搅拌箱128。阴极箱124和搅拌箱128接合在中间框架121的两侧,作 为整体而呈圆筒形状。
[0032]以封闭中间室120的一个开口的方式设置有矩形状的第一隔膜132a,以封闭中间 室120的另一个开口的方式设置有矩形状的第二隔膜132b。第一隔膜132a和第二隔膜132b 相互对置。由此,中间室120被分隔在第一隔膜132a和第二隔膜132b之间。中间室120和搅拌 室126 (生成水容器112内部)之间被第一隔膜132a分隔,中间室120和阴极室122之间被第二 隔膜132b分隔。中间室120例如形成为10mL的容量。中间室120的上端与注入管114b连通,此 夕卜,在中间室120的下端形成有电解液排水口(第一排水口)120a。
[0033] 在第一隔膜13¾的外侧,与其邻接且对置地设置有矩形板状的阳极134a。阳极 l:34a位于搅拌室126内。在第二隔膜132b的外侧,与其邻接且对置地设置有矩形板状的阴极 134b。阴极134b位于阴极室122内。阳极134a和阴极134b将中间室120夹在中间并相互对置。 阳极134a和阴极134b为在具有抗腐蚀性的金属例如钛的基体材料上根据需要而形成了适 当的催化剂的电极,阳极134a和阴极134b具有许多透水性孔。阳极134a和阴极134b分别经 由配线172而与连接端子174电连接。这些连接端子174在支承体114的外周面露出,并且位 置排列在壳体118的轴向上。
[0034]阴极室122例如形成为20mL左右的容量。在阴极室122的下端设置有阴极水排水口 (第二排水口)122a。此外,在阴极箱124的上端部形成有用于排出在阴极室122内产生的气 体的排气口 124b、以及用于向阴极室122取入生成水容器112内的水的取水口 124c。
[0035] 形成搅拌室126的搅拌箱128具有:用于向搅拌室126取入生成水容器112内的水的 多个取水口 128a;以及向生成水容器112内排出在搅拌室126内生成的电解水的多个排出口 128b。此外,搅拌箱12S具有在搅拌室126内配置的多个搅拌板(叶片U36。多个搅拌板136分 别大致水平地延伸,在搅拌箱128的长度方向(高度方向)上隔开间隔地设置。搅拌室126被 多个搅拌板136分隔成在搅拌箱128的长度方向上排列的多个室,各个室与阳极134a相接。 多个室分别通过未图示的取水口和排出口 128b与外部(生成水容器112内部)连通或开放。 构成为使生成水容器112内的水通过取水口向搅拌室126的各个室取入,并从排出口 128b排 出到生成水容器112内。
[0036] 如图1所示,排水机构150具有可转动地设置于壳体118的下端部的开闭盖体152。 开闭盖体I52形成为下端被封闭的圆筒的帽状。开闭盖体152具有与壳体118的下端对置的 底壁152a,在底壁152a的中央部粘贴有例如圆形的板状的衬垫(密封部件)158。此外,在底 壁152a的周缘部形成有多个圆弧状的排水口 156。衬垫158和底壁152a作为阀体发挥作用。 在衬垫158和底壁152a上贯通形成有排水孔157,该排水孔157相对于开闭盖体152的转动中 心轴,位于偏心的位置处。
[0037] 在开闭盖体152位于图示的封闭位置的情况下,排水孔157的位置从电解液排水口 120a和阴极水排水口 122a偏离,此外,衬垫158与壳体118的下端抵接,从而封闭电解液排水 口 120a和阴极水排水口 122a。通过将开闭盖体152向排水孔157与电解液排水口 120a或阴极 水排水口 122a排为一列的第一开放位置或第二开放位置转动,能够经过阴极水排水口 122a 或电解液排水口 120a,将阴极室122的阴极水或中间室120的电解液选择性地排出。
[0038]电解水生成装置10具备对在生成水容器112内容纳的水的水量进行检测的检测器 160。在本实施方式中,检测器160使用静电电容传感器165。静电电容传感器165设置于电极 单元116的测量室162内,配置在比阳极134a更靠上方、特别是适量的水的水面高度位置上。 静电电容传感器165经由配线167与连接端子175电连接。连接端子175在支承体114的外周 面露出。
[0039] 如图1所示,支承台170具备:载置生成水容器112的底座182;以及从底座182向上 方延伸的供电手柄184。供电手柄184构成供电部130的一部分。底座182具有载置生成水容 器112的载置面182a。载置面182a形成为与生成水容器112的底面大致相等的大小和形状。 [0040] 在底座182内设置有控制器168和作为报警器的报警蜂鸣器1部。在底座I82的外表 面例如侧面设置有显示面板188和多个灯190。显示面板188和灯190显示电解水生成装置1〇 的各种信息、例如动作状态。报警蜂鸣器186、显示面板188和灯1%与控制器I68连接,由控 制器168对动作进行控制。
[0041]供电手柄184从底座182沿着生成水容器112的侧面延伸至与支承体114的侧面相 对置的位置。供电部130具有:设置在控制器168内的恒流源电路(控制电路以及设置于供 电手柄184的上端部的一对通电端子192,这些通电端子192设置为能与在支承体114的侧面 露出的连接端子174对置和接触。一对通电端子192穿过供电手柄184内延伸且经由配线193 与恒流源电路电连接。在本实施方式中,恒流源电路能经由电缆194和AC适配器1%与AC电 源连接。再有,作为电源,不限定于AC电源,也可以使用电池或可充电的二次电池。
[0042]在供电手柄184的上端部设置有连接端子197。连接端子197设置为能与在支承体 114的侧面露出的连接端子175相对置和接触。连接端子丨97穿过供电手柄184内延伸且经由 配线与控制器168电连接。
[0043]在通过如上所述地构成的电解水生成装置10生成电解水的情况下,在卸除电极单 元116的状态下,向生成水容器112内流入规定量的水,并容纳大致1L的水。所投入的水可以 是自来水等一般可获得的水。此外,作为含有氯化钠、氯化钾等氯化物的电解液,将盐水以 手动方式从注入口 114a向电极单元116的中间室120注入。注入约l〇mL的盐水,用盐水将中 间室120填满。注入盐水时,排水机构150的开闭盖体152事先设定在封闭位置。
[0044] 接着,如图1所示,将注入了盐水的电极单元116插入生成水容器112内,使支承体 114嵌合于生成水容器112的上端开口 112a。由此,电极单元116被安装在生成水容器II2中, 并浸入到生成水容器112内的水中。生成水容器112内的水的一部分从阴极箱124的取水口 124c流入阴极室122,约20tnL的水被充填于阴极室122中。此外,生成水容器112内的水的一 部分从搅拌箱128的多个取水口流入搅拌室126,各个室被水填满。
[0045] 像这样,搅拌室126成为向生成水容器112内开放的构造,因此,电极单元116的搅 拌室126也包含在内的生成水容器112整体成为大的阳极室。从而,电解水生成装置1〇作为 装置整体而具有二隔膜三室型的构造,该二隔膜三室型的构造具有中间室120、阴极室122 以及阳极室。
[0046] 接着,将生成水容器112载置在底座182的载置面182a上。当生成水容器112被正确 地载置在支承台170上时,电极单元116的连接端子174与通电端子192接触,经由配线193与 控制器168的恒流源电路导通。由此成为能从供电部130向阳极134a和阴极134b通电的状 态。换言之,构成为当不是生成水容器112被正确地设置在支承台170上的状态时无法向电 极单元116供电的结构。
[0047] 此外,静电电容传感器165的连接端子175与连接端子197接触,并经由配线与控制 器168连接。由此,静电电容传感器165与控制器168电连接。静电电容传感器165对所设置的 邻近区域的静电电容进行检测,但对空气和水的静电电容差进行检测,从而检测生成水容 器112中是否有适量的水。控制器168根据来自静电电容传感器165的检测信号来控制由供 电部130进行的通电。即,仅在检测到适量的水量时允许来自供电部130的通电。
[0048] 当在上述状态下接通未图示的电解开始开关时,控制器168开始电解动作。如图2 所示,控制器168从供电部130向阳极134a和阴极134b通电规定时间例如4分钟左右的规定 的电解电流(电解电压)、例如1A的电解电流(ST1),对中间室120内的盐水和生成水容器112 内的水进行电解。同时,控制器168在显示面板188上显示动作状态、例如显示“电解中”或 “生成中”(ST2)。控制器168也可以通过使灯190点亮或闪烁来显示“电解中”。
[0049] 在电解中,在中间室120的盐水中电离的钠离子被阴极134b吸引,并经过第二隔膜 132b流入到阴极室122。在阴极室122中,水通过阴极134b被电分解而生成氢气,并由该氢气 和钠离子生成氢氧化钠水溶液(碱性水)。由此,在阴极室122中生成20mL的氢氧化钠水。
[0050] 在中间室120内的盐水中电离的氯离子被阳极134a吸引,经过第一隔膜132a流入 到搅拌室(阳极室、生成室)126。在搅拌室126中,氯离子对阳极134a赋予电子而生成氯气。 所生成的氯气溶于搅拌室126内的水中而生成酸性水(次氯酸水和盐酸)、即含有卤素化合 物的电解水。如此生成的酸性水通过以氧为主体的气泡的滞留,沿着搅拌板136流动并从排 出口 128b被搅拌排出至生成水容器112内的水中。此外,生成水容器112内的水随时被取入 搅拌室126内,成为酸性水并与生成水容器112内的水混合。由此,能够使生成水容器112内 的1L的水变为即生成次氯酸水。
[0051] 控制器168计数通电时间,并判断是否经过了规定时间(ST3)。在经过了规定的通 电时间后,控制器168停止对阳极134a和阴极134b的通电(ST4)。通电停止后,控制器168计 数规定的焖置时间(放置时间),例如5分钟左右,维持将所生成的次氯酸水放置上述焖置时 间的状态。由此,控制器168使残留在生成水容器112的上部空间内的氯气、氯化氢气体、或 者附着在阳极上的这些气体溶解于生成水,使其减少(ST5)。此外,控制器168在显示面板 188上持续显示“电解中”或“生成中”直至经过焖置时间。
[0052] 在经过了焖置时间时(ST6),控制器168在显示面板188上显示“电解结束”或“生成 结束”,向用户报告电解已结束(ST7)。进一步,控制器168通过鸣响报警蜂鸣器186来向用户 报告电解已结束(ST8)。控制器168也可以通过使灯190点亮或闪烁来报告电解已结束。
[0053] 在电解水生成结束后,将电极单元116从生成水容器112卸除,将在生成水容器112 内生成的次氯酸水排出并用于各种用途。此外,在使用阴极室122中生成的碱性水(氢氧化 钠水)的情况下,将排水机构150的开闭盖体152从封闭位置向第一开放位置转动,开放阴极 水排水口 122a。由此,能够在使中间室120内的盐水维持原状的状态下,仅选择性地取出碱 性水并灵活用于清洗等。
[0054] 中间室120的盐水可以每生成一次电解水就交换一次,或者每生成多次电解水交 换一次。
[0055] 根据如上所述地构成的电解水生成装置10,通过在电解液室充填了盐水的电极单 元116,能够使生成水容器112内容纳的水变为具有杀菌性的次氯酸水即生成为具有杀菌性 的次氯酸水,并且能够在阴极室122生成具有清洗功能的氢氧化钠水,不仅能够取出次氯酸 水还能够取出氧氧化钠水。
[0056] 通过设定电解结束后放置的时间(焖置时间),能够使残留在生成水容器112的上 部空间内的氯气、氯化氢气体、或者附着在阳极上的这些气体溶解于生成水。由此,在打开 支承体114时排出到大气中的氯气大幅度减少,能够实现可靠性的提高。进而,通过构成为 在电解结束后经过了焖置时间之后初次报告电解结束,能够防止在焖置时间经过前误取出 生成水。
[0057]图3示出测量了电解结束之后将电极单元116卸除时的生成水容器112的上部附近 的氯气和盐酸气体(氯化氢气体)的浓度的结果。若全部离开20cm则变稀薄而成为无法检测 的水平,但若比其更近,则检测到高浓度的氯气和盐酸气体(氯化氢气体)。因此具有导致电 极单元116或周围环境的腐蚀、或者人脸误靠近时不舒服的感觉的可能性。
[0058] 对此,图4示出测量了对电解结束后的焖置时间进行各种改变时的生成水容器开 口部的氯气和盐酸气体(氯化氢气体)的浓度后得到的结果。从该结果可以确认,若在电解 结束后不卸除电极单元116而放置10分钟,则在生成水容器112的开口部也能完全抑制氯气 的产生。实际上,即使在生成水容器112的开口部有少许氯气的产生,在附近也迅速变稀薄 而不会产生问题。因此,也可以将焖置时间(放置时间)设定为4〜5分钟左右,使得在离开生 成水容器112的开口部5cm的区域检测不到氯气(检测精度0. lppm以下)。
[0059] 从以上内容可知,根据本实施方式,能够提供一种抑制包含有氯气的空气的排出 且可靠性提高的电解水生成装置。
[0060]接下来,对其他的实施方式涉及的电解水生成装置进行说明。另外,在以下说明的 其他的实施方式中,对与上述第一实施方式相同的部分标注相同的参照符号并省略其详细 的说明,以与第一实施方式不同的部分为中心详细地进行说明。
[0061](第二实施方式)
[0062]图5是示出第二实施方式涉及的电解水生成装置的外观的立体图,图6是电解水生 成装置的剖面图。根据本实施方式,电解水生成装置10构成为例如每当供给1L水就生成且 排出电解水(次氯酸水)的所谓间歇式或者自动罐型的电解水生成装置。如图5所示,电解水 生成装置10具备大致矩形箱状的装置主体12。也可以在装置主体12的附近设置容纳电解 液、例如盐水的盐水罐16。在装置主体12的侧壁设置有与控制器68连接的操作面板18。在操 作面板18上设置有显示面板11、多个灯13和电源开关15等。显示面板11和灯13作为显示电 解水生成装置10的各种信息、例如动作状态的报警器发挥作用。显示面板n和灯13与控制 器68连接,通过控制器68对动作进行控制。在装置主体I2上拆装自由地安装有后述的电极 单元20。
[0063]如图6所示,装置主体12例如具备:矩形块形状的底座22;配置或固定在底座22上 的矩形箱状的贮水容器24;以及覆盖这些底座22和贮水容器24的外壳(壳体)27。底座22由 在内部形成有多个配管的歧管块26构成。歧管块26和贮水容器24例如由聚氯乙烯(PVC)、聚 乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等耐腐蚀性优秀的材料形成,使得即使与次氯酸水接触也没问题。此 夕卜,外壳27由金属或合成树脂形成。
[0064]歧管块26具有平整的上表面(载置面)2如。贮水容器24被固定于歧管块26的上表 面26a。由此,上表面的一部分构成贮水容器24的底面。贮水容器24具有:方筒形状的侧 壁22a;以及封闭侧壁22a的上端并与歧管块26的上表面26a平行地对置的顶板壁22b。侧壁 2¾的下端缘被固定于上表面26a。由贮水容器24的侧壁22a、顶板壁22b以及歧管块26的上 表面26a构成了贮存规定量的水(例如1L)的贮水空间。该贮水空间如后所述地作为阳极室 发挥作用。
[0065] 在贮水容器24内配置有电极单元(电解元件)20。电极单元20具有圆筒状或方筒状 的壳体36。壳体36例如由聚氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯等耐酸性、耐碱性优秀的合成树脂形 成。在壳体36内设置有隔膜37,壳体36内被该隔膜37分隔成搅拌室(阳极室)38a和阴极室 (电解液室)38b。隔膜37可以使用能透过离子的隔膜,例如离子交换膜或多孔质隔膜。
[0066]在搅拌室38a内配置板状的阳极40a,并与隔膜37对置。在阴极室38b内配置有板状 的阴极40b,与隔膜37和阳极40a对置。在壳体36中,在对搅拌室38a进行规定的侧壁上形成 有许多透孔。由此,搅拌室38a经由许多透孔与贮水容器24内连通。贮水容器24内的空间和 搅拌室38a可以作为阳极室发挥作用。此外,在壳体36的上部设置有排气(vent)孔44。阴极 室38b通过排气孔44与贮水容器24内连通。构成为使通过阴极40b产生的氢气经由排气孔44 向阳极室排放的结构。在壳体36的底部设置有供水排水口 46。供水排水口 46与阴极室38b连 通。
[0067] 这样构成的电极单元20例如穿过形成在贮水容器24的顶板壁22b上的开口 48而被 配置在贮水容器24内。电极单元20的供水排水口46与设置于歧管块26的上表面26a的供水 口 50卡合。电极单元20的上端部与顶板壁22b的开口 48卡合,电极单兀20的上端面与顶板壁 22b的上表面大致在同一个面上排列。
[0068] 电极单元20能通过开口 48而从贮水容器24取出。再有,电极单元2〇不限定于拆装 式,也可以固定地配置在装置主体12内。
[0069] 如图6所示,电解水生成装置10具备向贮水容器24内供水以及从贮水容器24排水 的供水排水机构100。该供水排水机构100包含向电极单元20的电解室(在此为阴极室38b) 供给电解液例如盐水以及从电解室排出盐水的电解液供水排水机构。供水排水机构1〇〇如 下所述地构成。
[0070] 在贮水容器24内设置有供水管52和溢流管(排出管)54。供水管52与形成于歧管块 26的上表面26a的供水口连接,并从歧管块26大致垂直地延伸至顶板壁22b的附近。供水管 52的上端位于顶板壁22b的附近,构成了供水口。溢流管54与形成于歧管块26的上表面26a 的排水口连接,并从歧管块26大致垂直地延伸至顶板壁22b的附近。溢流管54的上端位于顶 板壁22b的附近,且位于比供水管52的上端低一点点的位置。溢流管54防止向供水管52的逆 流,并且规定了贮水容器(阳极室)24内的水面上限。在向贮水容器24内供给了超过规定量 的水时,超出部分的水被从溢流管54排出。
[0071] 在歧管块26的上表面26a设置有用于排出所生成的电解水的排水孔56。在歧管块 26内形成有供水配管60、排水配管(排出配管)62、移送配管64和电解液配管册,并^一步设 置有多个阀。在於水容器24的外侧,在歧管块26的上表面26a设置有驱动阀的未图不的螺线 管或送液泵P、以及控制阀和泵的控制器68 (图中,为了简化,在歧管块26内的区域示出这些 部分)。
[0072] 供水配管60的一端与供水管52连接,另一端(外侧端)经由配管连接在供水设备 上。在供水配管60上设置有用于对供水与停止进行切换的供水阀70a。排出配管62的一端与 溢流管54连接,另一端(外侧端)经由排水软管(排出配管)63连接在未图示的排水设备上。 在排水软管63的端部设置有构成储液部的U字形管71。此外,也可以在排水软管63的端部设 置安全阀。
[0073] 移送配管64的一端与排水孔56连接,另一立而(外侧iffi)经由配官连接在适当的谷器 例如生成水罐上。在移送配管64上设置有对电解水的移送进行调整的移送阀7〇c。电解液配 管66的一端与设置于歧管块26的上表面26a的供水口 50连通,另一端(外侧端)经由配管与 电解液罐、在此为盐水罐16连接。电解液配管66包含有在途中从朝向上述盐水罐16的配管 上分支出去并连接到排出配管62上的配管,并且在各个配管上设置有对配管的开关进行控 制的供水阀70d和排水阀70e。在分支部和供水口 5〇的中间连接有改变送水方向的送液泵P。
[0074] 供水阀70a、移送阀70c、供水阀70d和排水阀70e分别由例如电磁阀构成,通过控制 器68对开关进行控制。送液泵P能切换送液方向,控制器68对送液栗P的运行、停止、送液方 向的切换进行控制。控制器68包含有对电极单元20的阳极40a和阴极40b施加规定的电解电 压的电源69。
[0075] 下面,对如上所述地构成的电解水生成装置10的电解水生成动作进行说明。
[0076] 图7、图8、图9和图10依次示出电解水生成装置10中的一例的生成动作。假设电解 开始前的电解水生成装置的状态为贮水容器24中没有水,并且电极单元2〇的阴极室38b中 也没有电解液(例如盐水)的状态。
[0077] 如图7所示,在开始电解水生成时,首先,控制器68在打开了供水阀70d的状态下将 送液泵P向供水侧驱动,从盐水罐16经由电解液配管66、供水口 50和供水排水口 46向阴极室 38b供给盐水。在供给了规定量的盐水直至阴极40b被埋在盐水中后,停止送液泵P,并且关 闭供水阀70d。再有,盐水的供水量可以用送液泵P的动作时间来控制,或者也可以在电极单 元20内设置液量传感器,根据该液量传感器的检测进行控制。
[0078] 接着,控制器68向贮水容器24即阳极室供给作为被电解水的水。所述供水为,打开 供水阀70a,利用供水设备的水压,通过供水配管60和供水管52向贮水容器24内流出规定量 的水。即,从供水管52上端的供水口向贮水容器24内供水。这时设定向贮水容器24供给例如 1L的水,贮水容器24内的空气以被水挤压的形式通过溢流管54、排出配管62、排水软管63和 储液容器80被排出到排水设备。即使在通过上一次的电解动作而贮水容器24内残留有含有 氯气的空气的情况下,也通过使该空气通过U字形管71而由此氯气变成气泡并溶解于U字形 管71内的水中。同时,剩余的水通过溢流管54、排出配管62、排水软管63和储液容器80而被 排出到排水设备。
[0079] 在供给了规定量例如1L的水的时候,控制器68关闭供水阀70a停止供水。再有,水 的供水量也可以用供水阀70a的开放时间进行控制,或者也可以在贮水容器24内设置液量 传感器,根据该液量传感器的检测进行控制。
[0080] 在电解液和被电解水的供水结束后,如图8所示,控制器68对阳极40a和阴极40b施 加电解电压并开始电解。向阳极40a供给正电位,向阴极40b供给负电位,以规定的电流来电 解规定的时间。通电时间预先设定为规定的时间,例如4分钟左右。由此将贮水容器(阳极 室)24的1L的水变成20〜lOOppm左右的次氯酸水。这时,在阳极40a上,从经由隔膜37移动来 的氯离子生成氯气,并与搅拌室38a和贮水容器24内的水反应,生成含有次氯酸和盐酸即卤 素化合物的电解水。但是,在使氯气与静水状态的水进行反应时,氯气的一部分不与水反 应,而仍以气泡的状态浮到水面,并被放出到贮水容器24内的上部的空气中。
[0081]与图2所示的电解动作流程同样地,控制器68在电解动作中在显示面板188上显示 动作状态、例如显示“电解中”或“生成中”。控制器68也可以通过使灯13点亮或闪烁来显示 “电解中”。控制器68计数通电时间,并判断是否经过了规定时间。在经过了规定的通电时间 后,控制器68停止对阳极34a和阴极34b的通电。通电停止后,控制器68计数规定的焖置时间 (放置时间),例如5分钟左右,维持将所生成的次氯酸水放置上述焖置时间的状态。通过将 电解水仅放置焖置时间,使残留在贮水容器24的上部空间内的氯气、氯化氢气体、或者附着 在阳极上的这些气体溶解于生成水,使气体减少。此外,控制器68还在显示面板11上持续显 示“电解中”或“生成中”直至经过焖置时间。
[0082] 经过了焖置时间后,控制器68将贮水容器24中生成的次氯酸水移送至生成水罐。 即,如图9所示,控制器68开放移送阀70c,将贮水容器24内的次氯酸水从排水孔56通过移送 配管64移送到生成水罐。一经过焖置时间,控制器168就在显示面板188上显示“移送中”(相 当于电解结束),向用户报告电解已结束。进一步,控制器68也可以通过使灯13点亮或闪烁 来报告“移送中”。
[0083]当通过次氯酸水的移送而贮水容器24内的次氯酸水逐渐变少时,贮水容器24内被 减压,随之外部空气通过排水软管63、排出配管62和溢流管54被吸入到贮水容器24内。当1L 的次氯酸水全部被移送而贮水容器24变空时,相当于同样的1L的外部空气被从溢流管54送 到贮水容器24内。
[0084]在次氯酸水的移送结束后,关闭移送阀70c。如图10所示,控制器68在开放了排水 阀70e的状态下向排水侧驱动送液栗P。通过送液泵P,将电极单元20的阴极室38b内的盐水 从供水排水口 46通过供水口 50、电解液配管66、分支配管、排出配管62和储液容器80排出到 排水设备。排水后,关闭排水阀70e并停止送液栗P。
[0085] 通过以上,次氯酸水的生成动作结束。再有,不需要每次都进行向阴极室38b的电 解液的供水及排水动作。可以反复多次进行被电解水的供水、电解、次氯酸水的移送的循 环,并在盐水发生了消耗的定时下进行盐水的排水和供水。
[0086] 根据如上所述地构成的电解水生成装置10,能够大致自动地将贮水容器24中容纳 的水变为具有杀菌性的次氯酸水,即生成具有杀菌性的次氯酸水。通过设定电解结束后放 置的时间(焖置时间),能够使残留在贮水容器24的上部空间内的氯气充分溶解于生成水, 使其减少。由此,能够大幅度降低通过溢流管54和排出配管62排出的空气中的氯气浓度,能 够实现可靠性的提高。进而,通过构成为在电解结束后经过了焖置时间后初次报告电解结 束,能够防止在焖置时间经过前误取出生成水。
[0087] 图11和图12是实测了电解之后在贮水容器24的上部空间产生的氯气浓度的图,示 出了放置时间(焖置时间)和氯气浓度之间的关系。从这些图可知,氯气浓度与焖置时间大 致成比例地下降。图12是纵轴为对数的图表,由于氯气浓度与时间成比例,因此可知其为单 纯的一次反应(仅依赖于氯气浓度)。此外,可知,与放置时间相对应的氯气的溶解速度为,5 分钟内浓度变成1/10左右的速度。
[0088]在贮水容器内的水为静水的状态下,未反应的氯气向容器内的上部空间上浮,并 且氧气的气泡也上浮到上部空间。因此,氯气浓度下降,成为难溶解的状态。但是,在像本实 施方式这样地设定了焖置时间(放置时间)的情况下,即使是残留在上部空间的氯气浓度的 氯气,也随时间与水反应而逐渐溶解。因此,只要设定规定的放置时间,被放出到外部的氯 气就能大幅度减少。在本实施方式中确认,通过设定几分钟的放置时间,能够将氯气减少到 不成问题的水平。焖置时间(放置时间)越长,则氯气减少效果越高,但另一方面,用于生成 的时间就变长。因此,在考虑实用性的情况下,焖置时间优选为1〜10分钟左右。
[0089] 再有,上述的氯气减少效果依赖于使氯气溶解的电解水。
[0090] 图13示出次氯酸的平衡状态。如以下公式(1)、⑵所示,次氯酸在平衡状态下能获 得次氯酸离子或氯气的形态,其比率由pH决定。
[0091] log([H0Cl]/[C10_] =7.49-pH……(1)
[0092] log ([C12] / [H0C1] = 3.36+log [C1-] -pH……⑵
[0093] g卩,在强酸性区域中,在平衡状态下获得氯气形态,因此,在这样的电解水中与其 说不使氯气溶解,还不如说使氯气产生。因此,在本实施方式涉及的电解水生成装置1〇中, 电解水(次氯酸水)的pH不变为强酸性的这点很重要。特别是在含有盐分的情况下,平衡状 态向氯气存在比率增加的方向变化,因此,盐分少也很重要。
[0094] 具体而言,只要平衡状态下的氯气存在比率为1%以下,就能够期待通过设定放置 时间(焖置时间)来使氯气溶解。作为这样的电解水,在像一室型或二室型电解元件那样在 电解水中包含有lOOOppm左右的大量的氯离子的情况下,容易获得氯气形态,因此,作为电 解水的PH,期望为5以上。另一方面,在三室型电解元件或如第二实施方式所示的生成水侧 不放入电解液的二室型电解元件(电极单元)中,所生成的电解水的盐分浓度基本为自来水 所规定的盐分浓度(2〇〇ppm以下),一般为10ppm左右。该情况下,只要电解水的pH为3以上, 就可以通过设定焖置时间(放置时间)来获得氯气减少的效果。
[0095] 这样,在以静水状态进行电解的结构的电解水生成装置中,通过在电解之后设定1 分钟以上的放置时间,就能够减少放出到外部的氯气,实现可靠性的提高。此外,期望所生 成的电解水的水质为PH5以上,或者将生成水中盐分控制成与自来水一致的pH3以上的水 质。期望电解水的水质为盐分浓度在200ppm以下。
[0096] 如上所述,在第二实施方式中也能够抑制氯气的排出,从而得到可靠性提高的电 解水生成。 Luuy/J夺仅明升个原件限疋丁工迚头施万式或变形例,可以在不脱离其主旨的范围内对 结构要素变形后,在实施阶段具体实施。此外,可以通过上述实施方式中公开的多个结构要 齡种发自。例如,可以从实贿式巾示_全雛构魏巾麵几个 也 组合不同雛方式巾的结构要素。賊_水生麒置的各结 ^要素_^蘭料、财、籠等稀定于上述实施方式,观讎需魏行各种变 电式中,电极单元不限定于上述二室型的电解元件,也可以使用 的三室型的电解元#肉1隔膜、并且阳极室和阴极室之间具备被两个隔膜划分的电解液室

Claims (10)

1. 一种电解水生成装置,具备: 贮水容器,贮存水; 一对电极,设置于所述贮水容器内;以及 控制器,对所述电极通电规定的通电时间,对所述水进行电解而生成电解水,并在经过 所述通电时间后停止了通电的状态下,将所述电解水放置规定的放置时间,使所述贮水容 器内所产生的气体溶解于所述电解水。
2. 根据权利要求1所述的电解水生成装置,其中, 还具备报警器,该报警器报告电解结束, 所述控制器在经过所述放置时间后,通过所述报警器报告电解结束。
3. 根据权利要求2所述的电解水生成装置,其中, 所述报警器具备报警蜂鸣器。
4. 根据权利要求2所述的电解水生成装置,其中, 所述报警器包含显示面板,所述控制器在经过所述放置时间后,在所述显示面板上显 示电解结束。
5. 根据权利要求2所述的电解水生成装置,其中, 所述报警器包含灯,所述控制器在经过所述放置时间后,使所述灯点亮或闪烁。
6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的电解水生成装置,其中, 所述电解水是含有卤素化合物的电解水。
7. 根据权利要求6所述的电解水生成装置,其中, 所述电解水为PH3以上。
8. 根据权利要求6所述的电解水生成装置,其中, 所述电解水的盐分浓度为200ppm以下。
9. 根据权利要求1至5中的任一项所述的电解水生成装置,其中, 具备电解液室,该电解液室设置在所述贮水容器内,容纳电解液, 至少一个所述电极被设置在所述电解液室中。
10. 根据权利要求9所述的电解水生成装置,其中, 具备: 供水排水机构,向所述贮水容器供水以及从所述贮水容器排水;以及 电解液供水排水机构,向所述电解液室供给电解液, 其中,所述控制器在经过所述放置时间后,通过所述供水排水机构从所述贮水容器排 出所述电解水。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111826675A (zh) * 2020-07-22 2020-10-27 湖南广盛源医药科技有限公司 一种具有安全结构的消毒液制备装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020081191A1 (en) * 2018-10-18 2020-04-23 Colgate-Palmolive Company Electrolysis device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2369688Y (zh) * 1999-02-03 2000-03-22 广州市莱特高科技实业公司 次氯酸钠消毒液发生器
CN203878224U (zh) * 2014-06-17 2014-10-15 重庆冰睿原川环保工程有限公司 次氯酸钠发生器
CN104903251A (zh) * 2013-01-28 2015-09-09 德诺拉工业有限公司 电解水产生方法和发生器
WO2016013234A1 (ja) * 2014-07-25 2016-01-28 シャープ株式会社 電解装置
CN106163995A (zh) * 2015-03-16 2016-11-23 株式会社东芝 电解水生成装置、电极单元以及电解水生成方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2369688Y (zh) * 1999-02-03 2000-03-22 广州市莱特高科技实业公司 次氯酸钠消毒液发生器
CN104903251A (zh) * 2013-01-28 2015-09-09 德诺拉工业有限公司 电解水产生方法和发生器
CN203878224U (zh) * 2014-06-17 2014-10-15 重庆冰睿原川环保工程有限公司 次氯酸钠发生器
WO2016013234A1 (ja) * 2014-07-25 2016-01-28 シャープ株式会社 電解装置
CN106163995A (zh) * 2015-03-16 2016-11-23 株式会社东芝 电解水生成装置、电极单元以及电解水生成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111826675A (zh) * 2020-07-22 2020-10-27 湖南广盛源医药科技有限公司 一种具有安全结构的消毒液制备装置
CN111826675B (zh) * 2020-07-22 2021-06-01 湖南广盛源医药科技有限公司 一种具有安全结构的消毒液制备装置

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