CN1428300A

CN1428300A - 水处理装置

Info

Publication number: CN1428300A
Application number: CN02158478A
Authority: CN
Inventors: 黑河圭子; 茂木圣行; 津久井利光; 广田达哉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2003-07-09
Also published as: US20030116430A1; US6905580B2; EP1323678A1; KR100748418B1; KR20030055098A; JP3768160B2; JP2003251351A

Abstract

本发明提供一种能在家庭中生成含有充分灭菌能力的次氯酸的电解水的处理装置。水处理装置(1)利用在对置设置在含盐的被处理水中的至少一对电极(21～23)上施加直流电压时，在被处理水中生成的电化学反应在该处理水中生成次氯酸，可以使通过商用100V的交流电压经整流滤波后变成施加在电极上的直流电压规定电压的直流功率，并且把电极的阳极侧构成为设置有至少在钛中含有钯或钌的被膜的电极，通过电化学反应使在被处理水中添加的盐的80％以下变成次氯酸。

Description

水处理装置

技术领域

本发明涉及用于生成含有次氯酸的电解水的水处理装置。

背景技术

到目前为止，特别是因在浴室等中发生的军团菌等引起的感染症的问题倍受关注。在浴室的湿度、温度的环境下霉的发生和军团菌等的细菌的繁殖迅速。这些霉和军团菌浸入体内变成感染症的原因。通常在浴室等高温多湿的环境中繁殖后的霉和军团菌附着在烧洗澡水的热水锅和磁砖上，混入在贮存在烧洗澡水的热水锅中的水中，因吸入由该热水产生的热气，而使细菌浸入体内。

另外除浴室外，在厨房等的回水处，因食品的小残渣和水等腐烂而变成细菌繁殖的原因。

另外，上述军团细菌等细菌附着在空调机和空气净化机上，随着这些机器的运行，细菌被从排出口排到室内后，细菌在空气中浮游，存在由这些浮游的细菌引起感染症的问题。

于是，在附着有霉和军团菌等的浴室锅和磁砖、厨房周围甚至空调机等排出口中等，一般通过撒布氯系消毒剂来杀霉等细菌并防止细菌进一步繁殖。然而在该方法中，因为消毒灭菌的效果大小由消耗的氯系消毒剂的量决定，所以存在因购入氯消毒剂而成本高的问题。

因此作为其它的方法，考虑通过电解含盐的水生成次氯酸并用含有该次氯酸的电解水来除去在洗浴场所和空调设备等上繁殖的细菌的方法。

发明内容

可是，在一般家庭中生成含有由该电化学反应生成的次氯酸的电解的情况下，通常使用自来水，因在该情况得到的次氯酸的浓度在数十mg/L左右，所以比在含有多量有机成分的水中等所能奏效的灭菌的浓度低得多。并且由于即使在自来水中添加家庭常备的食盐，用现有技术也只能把添加的食盐的30％左右变成次氯酸，所以存在仍不能得到充分的灭菌能力的问题。

本发明是为解决现有技术的这个问题而构思的，提供一种在家庭中能生成含具有充分灭菌能力的次氯酸的电解水的处理装置。

本发明的水处理装置是利用对置设置在含盐的被处理水中的至少一对电极上施加直流电压时在上述被处理水中发生的电化学反应而在被处理水中生成次氯酸的水处理装置，通过对商用100V的交流电压经整流滤波处理变成规定的直流功率而得到施加在上述电极上的直流电压，把上述电极的阳极侧构成为设置有在钛中含钯或钌的被膜的电极，通过上述电化学反应使上述被处理水中含有的盐的90以下变成次氯酸。

本发明的一个水处理装置，通过电化学反应使含在被处理水中含的盐30％以上变成次氯酸。并且该水处理装置通过电化学反应最好使含在被处理水中的盐的80％以下且在50％以上变成次氯酸。

本发明的另一水处理装置是使被处理水中生成的次氯酸的浓度为1 000mg/L以上。

本发明的水处理装置，可用自来水和家庭用电源以及家庭常备的食盐通过电极钯或钌产生的催化作用生成含有高浓度的次氯酸，从而不用购入氯系列消毒剂，可以通过在一般家庭中利用电化学反应生成具有含充分次氯酸的灭菌能力的电解水，用于在浴室和空调设备等上灭菌，可以显著降低成本。

特别是，通过使在被处理的水中含盐的30％的以上变成次氯酸，并生成1000mg/L以上浓度的次氯酸，使次氯酸一直影响到细菌的内部，有效地发挥灭菌的效果。

另外，在本发明的另一水处理装置中，被膜包含铂和氧化铱。

按照该水处理装置，由于被膜含白金和氧化铱，所以通过电化学反应生成臭氧和活性氧等，可以供给灭菌用。

本发明的又一水处理装置是使电极上电压施加的时间根据电压施加前被处理水的氯的浓度设定。

按照该水处理装置，因为电极上电压的施加时间根据电压施加前被处理水的氯的浓度设定。所以可以通过根据作为生成次氯酸的对象的处理水的氯浓度，调整电极电压施加的时间来生成所希望的高浓度次氯酸。

本发明的又一水处理装置是使电极上施加的电压根据被处理水的次氯酸浓度进行。

按照该发明，因为在电极上施加的电压根据被处理水的次氯酸的浓度进行，所以可以根据次氯酸浓度调整施加电压，并可以生成必需的高浓度的次氯酸。

本发明的其它的水处理装置是使在被处理水中生成的次氯酸的浓度变成5000mg/L以上。

按照该发明，因为使在被处理水中生成的次氯酸的浓度变成5000mg/L以上，所以可以生成具有很高灭菌能力的含次氯酸的电解水，从而可有效和确实完成在家庭中的浴室场所和空调设备等的消毒。

附图说明

图1是本发明实施例的水处理装置的立体图。

图2是图1的水处理装置的平面图。

图3是图2的A-A线剖面图。

图4是图2的B-B线剖面图。

图5是在本发明中使用的盐水生成用容器的立体图。

图6是表示图1的水处理装置本体壳体内的液体流动的图。

图7是表示与图1相同的水处理装置本体壳体内的液体流动的图。

图8是表示与图1相同的水处理装置本体壳体内的液体流动的图。

图9是图1的水处理装置的操作面板的主视图。

图10是关于图1的水处理装置电源的电路图。

图11是图1的水处理装置的控制装置的电路图。

图12是关于图1的水处理装置的电极的电路图。

图13是构成图1的水处理装置的微机的工作流程图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的一实施方式。图1是适用本发明的实施例水处理装置1的立体图，图2是水处理装置1的上盖2打开状态的平面图，图3是相应图2的A-A线剖面的水处理装置1的纵剖视图，图4是相当于图2的B-B线剖面的水处理装置1的纵剖侧视图。

本实施例的水处理装置1是具有可设置在一般家庭厨房中的台式大小的装置，在本体壳体3的前部以从前面凹陷的形状构成抽出部4，在本体3的上面中央安装可开闭自由的上盖2。另外，在与抽出部对应的本体壳3的上面配置排出钮，并且后述的抽出管6的排出口6A邻近抽出部4的上面，在抽出部4下侧的本体壳体3的前面构成图9中放大示出的面板7。

本体壳体3内被间壁8、9划分成前后三室，中央室又被隔壁11划分成左右两部分。因此在本体壳体3内在最深处构成电装室12，在中央右侧构成盐水室13，在中央左侧构成电解室14，在最前面围绕抽出部4的周围的抽出室16。上述上盖2构成为自由开闭中央盐水室13和电解室14的上面开口的形状。

在电装室12内收纳构成后述的控制装置C的电路基板17。在盐水室13内底部上设置盐水泵18，盐水供给管19从该盐水泵18上升，其前端跨过间壁11在电解室14内开口。另外，盐水泵13的电机13M设置在电装室12内。另外，在盐水供给管19的上端部安装检测流过内部的盐水流量的流量检测器24。

另外，在电解室14内对置地设置电解用的电极21、22、23，使它们存在规定间隔并相互对置地设置。电极21、22、23中的阳极通过把被覆有含钯或钌的被膜的钛电极形成为板状构成，阴极电极是通过把钛电极形成为板状构成。另外，也可使阳极电极的被膜含有铂和氧化铱。作为电极的组合可以是把电极21、23作为阳极和把电极23作为阴极的构成，或可以采用把电极22作为阳极和把电极21、23作为阴极的构成。另外，虽然在实施例中配置三个电极，但也可以配置二个一对对置配置，或四个或五个以上对置配置。这时，电极的阳极/阴极的组合也可是任意考虑中的任一种。

在电解室14内上部的规定位置上设置由前面开关构成的水位检测器26，并且在底部的规定位置上也设置同样的水位检测器27。自来水导入管28从外部插入开口在电解室14内，在该自来水导入管28上设置电磁阀29。残留氯浓度检测器面邻安装在电解室14内。

另外，在抽出室16内的底部收纳电解水泵32和电动机32M，电解水泵32的吸入管33与电解室14内连通。上述抽出管6连接在该电解水泵32的排出侧上，通过抽出室16内上升，使该抽出部4上面面邻排出部6A。

图6～图8表示上述本体壳体3内的流体的流动。在图6中，自来水管28连接在未示出的自来水配管(城市自来水配管)上。当电磁阀29打开水时，将自来水(被处理水)导入电解室内。该电解室14的水位由上述水位检测器26、27检测。接着在图7中，如后述那样注入的盐水随着盐水泵18的工作被吸入盐水室13内，在盐水供给管19内上升。在盐水供给管19内上升的盐水供给电解室14内，该供给量被流量检测器24检测。接着在图8中，如后述所述，在电解室14内生成的含氯酸的电解水随着电解水泵32的工作从吸入管33吸入后排出到抽出管6中。排出到抽出管6中的电解水在内部上升，最后从抽出部4上面的排出部6A排出。

图5表示生成用于注入到盐水室13的盐水的容器34，该容器34呈在上面开口的形状，在其侧面上刻印食盐刻度线L1和水刻度线L2。将通常在家庭中常备的食盐投入到该食线刻度线L1为止(在实施例中为10g)，再将自来水抽出达到刻度线L2为止，并进行混合，可以在容器34内在生成浓度很浓的食盐水。然后把这样生成的一定浓度的食盐水注入到盐水室13内。

接着，图9是表示操作面面板7的主视图。在该操作面板7上从左开始依次配置电源开关36、生成中LED37、可利用LED38和盐水不足LED39。上述生成中LED37在如后述的电解室14内进行电解的期间点亮。另外，可利用LED 38在通过在电解室14中的电解生成含高浓度的次氯酸的电解水的生成完了时点亮。另外盐水不足LED39在盐水室13内的盐水不足时点亮。

接着，图10～图12表示本发明的水处理装置1的电路。在图10中，41是商用电源(商用交流100V)，连接变压器42(一次侧)、电磁阀29和继电器43的串联电路、电解水泵32的电动机M和继电器开关44的串联电路、盐水泵18的电动机18M和继电器开关46的串联电路通过上述电源开关36并联连接在该商用电源41上。

由二极管电桥构成的全波整流电路47和由线圈、电容器构成的滤波电路48连接在上述变压器42的二次侧，生成直流35V(DC+35V)的电压(以35V为中心上下可调整)的直流电源电路49与该滤波电路48的后级相连。另外生成直流12V和5V电压的电源电路51与直流电源电路49的输出相连。

上述商用电源41由水处理装置1未示出的插座供给。商用电源41的商用交流电源100V经变压器42降压后，经全波整流电路47全波整流后，经滤波电路48滤波。然后供给直流电源电路49生成35V(DC+35V)，通过电源电路51再生成直流12V(DC+12V)和5V(DC+5V)。直流35V供给如后所述的电极21～23。另外，直流12V作为各继电器的电源，直流5V作为后述的微机52、其它电子电路和水位检测器26、27的电源。

接着在图11中，控制装置由通用的微机52构成，上述继电器开关43、44、46的各线圈43C、44C、46C和电极21～22用的二连继电器开关56、56的线圈56C通过电组和晶体管驱动电路分别与该微机52相连。另外，在微机52上分别连接有上述水位检测器26、27的接点输出，并且还连接残留氯浓度检测器31和流量检测器26、27的接点输出，另外显示点亮上述操作面板7的各LED37～39的矩阵电路57与微机52相连。另外，上述排出按钮5的输出也与微机52相连。

在图12中，上述三个电极21～23中，夹在正中间的电极22通过继电器接点56与直流35V相连。另外左右的电极21、23通过继电器接点56接地。借此直流35V的电压施加在电极21与22之间和电极23与22之间。并且在通过继电器接点56、56施加这些电压的同时变成ON-OFF中的一种状态。

下面就以上构成，边参照图13的流程图，边说明本发明的水处理装置1的动作。首先在如上所述的容器34中制作浓的浓度盐水，打开上盖2将盐水注入盐水室13中。然后当接通电源开关36时，控制装置C的微机52在步骤S1判定水位检测器27是否断开。在因电解室14内的水位未达到检测器27的高度而水位检测器27OFF的情况下，微机52进行步骤S2使电磁阀打开，把水通过自来水导入管28导入电解室14内(给水)。

微机52在步骤S3判断水位检测器26是否ON，在因电解室14内的水位未达到水位检测器26的高度而OFF的情况下返回到步骤S2继续给水。然后当电解室14的水位达到检测器26的高度而水位检测器26ON时，微机52进行步骤S4。

在该步骤S4中，微机52驱动盐水泵18(电动机18M)。如通过该驱动，流量检测器24能检测出通过盐水供给管19内的盐水，则判断为在盐水13内有盐水后，进行步骤S7，在此，在盐水室13内未如上述那样注入盐水时，由于流量检测器24不能检测出盐水流动，而微机52判断为盐水量不足，从步骤S4转移到步骤S6，使盐水不足LED39熄灭，在步骤S6中停止动作。

另外，在步骤S7中，微机52根据流量检测器24的输出，通过盐水泵18向电解室14供给规定量(例如1CC)的食盐水，添加在自来水中。接着，在步骤S8中，微机52进行电解时间(电极21～23的电压施加时间)的计算。当达到该计算的电解时间时，微机52根据残留氯浓度检测器31检测的电解室14内的自来水中的氯浓度，通过电化学反应使电解室14内的盐30％以上90％以下变成次氯酸，并且设定电解时间，以便使生成的次氯酸的浓度变成500mg/L以上。

例如，就残留气浓度检测器31检测的氯浓度，根据预先实验、计算求出表示为使生成的次氯酸浓度为5000mg/L以上所必需的在电极21、22、23上的直流电压的施加时间的表存储在存储部(RAM，ROM等)中后，用在电解时间(施加时间)的计算中。这时被处理水的体积是在达到电解室14的水位检测器26作动的水位的体积上加上食盐水1CC的体积，考虑到食盐水1CC的计算误差、水位检测器26的作动误差、被处理水的温度(自来水的温度)、残留氯浓度检测器31测定误差等后，设定通过电化学反应能把电解室14内的盐30％以上且90％以下变成次氯酸的时间(施加时间)。因此可以把添加的食盐水的大部分变成次氯酸，既可以有效利用食盐，又可以把完成的电解水的氯浓度限制得很低，并且可以抑制由电解水使用时的盐引起的对象物的反应。

另外，虽然电化学反应的盐-次氯酸的变换率既随着电极21、22、23电压的施加时间(通时间)上升(上升率随着温度、电极的电流密度而变化)，但为变换到某种程度时，直到次氯酸的饱和状态变换率的上升是慢的，因此在本例中，把电解室14内的盐90％变成次氯酸的时间作为上限的电解时间(最大施加时间)。也就是说，设定在用计算电解时间的表中的时间是不超过把电解室14内的盐的90％变成次氯所需要的时间。并且设定在该表中的时间是设定使电解室14内的盐的30％以上变成次氯酸的时间，从而能有效利用添加的食盐。

如再从经济上考虑添加食盐的有效利用和电解水的生成所需要的时间，则设定在用于计算电解时间的表中的时间，则是把电解室14内的盐的50％以上且80％以下变成次氯酸的时间，作为一般家庭用，通过家庭用电源(直流20V～50V左右时)、生成时间等方面变成适合次氯酸的生成。

这样设定电解时间以后，微机52在步骤S9对下电极21～23进行通电，开始施加直流电压，使LED37点灯。然后在步骤S10判断如上所述的电解时间是否结束，如没有结束，则返回到步骤S9，继续对电极21～23进行通电。

因为在电极22上形成含有钯或钌的被膜，所以利用该通电在作为阳极侧的电极23使在电解室14内的自来水中发生次氯酸(HClO)和次氯酸离子(ClO^-1)激活。用以下的电化学反应式(1)～(4)表示。

在成为阳极侧的电极22上的化学反应：

……………(1)

…………………………(2)

………………(3)

(其中O₂和Cl₂的一部分到大气中)。

在成为阴极侧的电极21、23上的化学反应：

……………(4)

(其中H₂进入大气中)

在通电时，微机52根据残留氯浓度检测器31检测的电解室14内的次氯酸的浓度，在电解时间结束时，调整施加在电极21～23上的电压，以达到作为目标的上述浓度。另外，因为电极22的被膜含有Pt和氧化铱，所以通过该通电在电极22上使电解室14内的自来水中也发生臭氧和活性氧等。

于是，当设定的电解时间结束时，微机52使生成中LED 37熄灭，使可利用LED38点亮，从步骤S10向步骤11前进。在这时刻，在电解室14内自来水中的氯的30％以上且90％以下(或50％以上且80％以下)通过电化学反应变成次氯酸，并且生成已生成的次氯酸的浓度为5000mg/L以上的电解水。

在步骤S11，微机52判断排出按钮5是否已按下，如果未按下则返回到开始。使用者将杯等插入抽出部4内，靠着抽出管6的排出部6A下侧压按钮5(使接点闭合)时，微机52进行步骤S12，使电解水泵32动作，将在电解室14内生成的电解水从排出部6A排出。

如果把这样排出的电解水用在浴室和空调设备等灭菌消毒上，则不用购入氯系消毒剂就可进行灭菌消毒。特别是，因为生成5000mg/L以上的浓度的次氯酸，所以使次氯酸一直影响到细菌内部，从而能有效地发挥灭菌消毒能力。并且因为在电解水中含有臭氧或活性氧等，所以可以进一步提高效果。

另外，按照本实施例，虽然在电解室14内生成5000mg/L以上浓度的次氯酸，但不限于此，如果是在1000mg/L以上，就能在一般家庭浴室和空调设备等上得到充分的灭菌消毒能力。

如果用如上所述的本发明的水处理装置，则利用自来水、家庭用电源和家庭中常备的食盐通过电极钯或钌的触媒作就可生成含高浓度的次氯酸的电解水。因此不用购入氯系消毒剂，在一般家庭中利用电化学反应生成含次氯酸充分的且具有灭菌能力的电解水，可以用于浴室和空调设备等灭菌消毒，能够显著地降低成本。

特别是通过把在被处理水中含有的盐30％以上(或50％以上)变成次氯酸而生成1000mg/L以上浓度的次氯酸，可以使次氯酸一直影响到细菌内部，并发挥有效的灭菌能力。

另外，按照本发明，还因为被膜含金白和氧化铱，所以可以利用电化学反应生成臭氧或活性氧，供给灭菌使用。

另外，按照本发明，因为除上述外，在电极上的电压的施加时间根据电压的施加前的被处理水的氯浓度设定，所以可以根据作为生成次氯酸的对象的被处理水的氯浓度调整电极上的电压施加时间，以便能生成所希望的高浓度次氯酸。

按照本发明，因为除了上述之外，还使电极上施加的电压根据被处理水的次氯酸的浓度进行，所以可以根据次氯酸浓度调整施加电压，以便生成所必需的高浓度次氯酸。

按照本发明的实施例，还通过在被处理水中生成的次氯酸浓度达到5O00mg/L以上，生成含具有极高灭菌能力的次氯酸的电解水，可以使在家庭中的浴室和空调设备等的消毒能力增强且更可靠。

Claims

1.一种水处理装置，是利用对置设置在含盐的被处理水中的至少一对电极上施加直流电压时在上述被处理水中发生的电化学反应而在被处理水中生成次氯酸的水处理装置，通过对商用100V的交流电压经整流滤波处理变成规定的直流功率而得到施加在上述电极上的直流电压，

把上述电极的阳极侧构成为设置有在钛中含钯或钌的被膜的电极，通过上述电化学反应使上述被处理水中含有的盐的90以下变成次氯酸。

2.如权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，通过上述电化学反应使上述被处理水中含的盐30％以上变成次氯酸。

3.如权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，通过上述电化学反应使上述被处理水中含的盐80％以下且50％以上变成次氯酸。

4.如权利要求1或2所述的水处理装置，其特征在于，使在上述被处理水中生成的次氯酸的浓度为1000mg/L以上。

5.如权利要求1或3所述的水处理装置，其特征在于，上述被膜含有铂和氧化铱。

6.如权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，在上述电极上电压的施加时间根据电压施加前的被处理水的氯浓度设定。

7.如权利要求5所述的水处理装置，其特征在于，在上述电极上施加的电压根据上述被处理水的次氯酸的浓度进行。

8.如权利要求1或6所述的水处理装置，其特征在于，使上述被处理水中生成的次氯酸的浓度为5000mg/L以上。