DE60112371T2

DE60112371T2 - Vorrichtung zur Herstellung einer säurehaltigen Flüssigkeit

Info

Publication number: DE60112371T2
Application number: DE60112371T
Authority: DE
Inventors: Shoji Odawara-shi Kasuya
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: US20020038768A1; CN1140462C; EP1188719A1; US6632336B2; DE60112371D1; CN1337362A; EP1188719B1; JP2002052069A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zum Erhalten säurehaltigen Wassers durch Elektrolysieren einer anorganischen Salzlösung.
Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Eine Technologie, bei welcher eine verdünnte Elektrolyselösung eines Chlorids eines alkalischen Metalls durch Verwenden eines Elektrolysebads einer Elektrolyse unterzogen wird, bei welchem passive Elektroden aus Platin oder einer Platinlegierung im Elektrolysebad positioniert sind, zwischen welchen eine Membran einer geladenen Membran angeordnet ist, die durch ein filmförmiges Ionenaustauschharz gebildet ist, oder einer nichtgeladenen Membran mit einer mikroporösen Struktur, wobei ein Anodenelektrolyt (säurehaltiges Wasser) mit niedrigem pH-Wert, das durch eine Elektrolyse auf der Seite der negativen Elektrode erzeugt ist, extrahiert wird, wobei dieses dann sterilisiert oder desinfiziert wird, ist wohlbekannt (offengelegte Patentanmeldung Nr. Hei. 11-90442). Eine Technologie, bei welcher Elektrolysewasser unter Verwendung eines Elektrolysebads erzeugt wird, das keine Membran besitzt, ist ebenso wohlbekannt (offengelegte japanische Patentveröffentlichung Hei. 6-246272).
Anoden-Elektrolysewasser, das auf der Anodenseite erzeugt wird, enthält unterchlorige Säure. Die starke Oxidations- und Chlorierungsoperation der unterchlorigen Säure kann daher bei einer Sterilisation und Desinfektion verwendet werden. Diese Art von Anwendungsverfahren ist auf dem medizinischen Gebiet, etc. weit verbreitet. Minutiöse Mengen von Ozon und aufgelöstem Sauerstoff, die in der unterchlorigen Säure enthalten sind, veranlassen eine Granulationserzeugungsbeschleunigungsoperation, und daher wird eine Forschung diesbezüglich ausgeführt, dieses zu verwenden, um eine Unterstützung bei einer chirurgischen Behandlung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin ist es wohlbekannt, dass die vorteilhafte Wirkung von Elektrolysewasser mit dem Verstreichen an Zeit abnimmt, nachdem es hergestellt ist. Es ist daher für das Elektrolysewasser vorzuziehen, direkt verwendet zu werden, nachdem es hergestellt ist.
Vorrichtungen zum Herstellen von Elektrolysewasser sind mit einem Elektrolysebad und einer Pumpe, etc. ausgestattet und sind daher relativ große Komponenten, die in Krankenhäusern etc. eingebaut sind. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrolysewasser-Herstellvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die von Individuen verwendet werden kann, und wobei genau die erforderliche Menge an Elektrolysewasser direkt nach einer Herstellung zu beliebigen Zeiten zur Verfügung gestellt werden kann.
Zum Lösen der vorgenannten Probleme und zum Erreichen der vorgenannten Aufgabe zeigt die vorliegende Erfindung auf, einen Zerstäuber für säurehaltiges Wasser zur Verfügung zu stellen, der beliebige Mengen an säurehaltigem Wasser auf tragbare Weise und zu beliebigen Zeiten und an beliebigen Stellen zur Verfügung stellen kann.
Ein Gerät zur Herstellung von säurehaltiger Flüssigkeit ist auch aus EP 0 792 584 bekannt. Ein Quellenflüssigkeitstank, ein Restflüssigkeitstank und eine Pumpe sind in einer Basiseinheit angeordnet und eine Elektrolyseeinheit und eine Sprüheinheit sind in einer separaten in der Hand zu haltenden Einheit angeordnet, die mit der Basiseinheit über einen Kabelbaum verbunden ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im unabhängigen Anspruch 1 definiert. Die abhängigen Ansprüche definieren Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Ein Gerät zur Herstellung von säurehaltiger Flüssigkeit weist ein Gehäuse, einen Quellenflüssigkeitstank, eine Pumpe, ein Elektrolysebad, eine Sprüheinrichtung, einen Restflüssigkeitstank, ein Restflüssigkeitsrohr, eine Steuereinheit und eine Energieversorgung auf. Der Quellenflüssigkeitstank ist mit dem Gehäuse versehen. Das Elektrolysebad dient zum Elektrolysieren der zugeführten Quellenflüssigkeit in säurehaltiges Wasser und alkalisches Wasser. Die Pumpe dient zum Zuführen von Quellenflüssigkeit innerhalb des Quellenflüssigkeitstanks zum Elektrolysebad. Die Sprüheinrichtung dient zum Sprühen von säurehaltigem Wasser, das in dem Elektrolysebad erzeugt ist, zur Außenseite des Gehäuses. Das Restflüssigkeitsrohr verbindet das Elektrolysebad und den Restflüssigkeitstank und dient zum Ziehen von alkalischer Flüssigkeit, die durch das Elektrolysebad erzeugt ist, zu einem Restflüssigkeitstank. Die Steuereinheit dient zum Steuern eines Betriebs der Sprüheinrich tung, des Elektrolysebads und der Pumpe. Die Energieversorgung treibt die Pumpe, das Elektrolysebad eine Zerstäubungseinrichtung und die Steuereinheit an.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Quellenflüssigkeitstank über der Pumpe angeordnet und ist der Restflüssigkeitstank unter der Pumpe angeordnet. Dies ermöglicht, die Schwerkraft zu verwenden, um die nötige Pumpleistung zu reduzieren.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet die Sprüheinrichtung einen Piezo-Oszillator, der an einer perforierten Platte angebracht ist. Dies ergibt einen besonders feinen und komfortablen Sprüheffekt.
Vorzugsweise ist das Gerät in der Form einer in der Hand zu haltenden Vorrichtung. Dies macht seine Verwendung an beliebigen Stellen besonders einfach und komfortabel.
Vorzugsweise hat das Gehäuse eine längliche Form mit einem mittleren Abschnitt mit einem Querschnitt, der kleiner als der obere und der untere Abschnitt ist. Dies macht es für einen Anwender einfach, die Vorrichtung in der Hand zu halten, so dass sie nicht aus der Hand eines Anwenders rutscht.
Vorzugsweise weist das Gerät eine kontaktlose Ladevorrichtung auf. Dies macht sie z.B. für eine Verwendung in Badezimmern geeignet.
Vorzugsweise ist eine bewegbare Abdeckung für die Sprüheinrichtung vorgesehen, die die Sprüheinrichtung vor Schmutz schützt, und davor, dass sie beschädigt wird.
Vorzugsweise haben beide Tanks eine Abdeckung, die geöffnet und geschlossen werden kann und die ein Auffüllen und Leeren der Tanks ohne ein Auseinanderbauen des Geräts ermöglicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die eine Außenkonfiguration für ein Beispiel eines Zerstäubers zur Herstellung von säurehaltigem Wasser der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Struktur des Elektrolysebads und der Zerstäubungseinrichtung der 1 zeigt.
3 ist eine Seitenansicht, die eine Form eines Geräts zur Herstellung für säurehaltige Flüssigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
1 ist eine Kontur, die ein Beispiel eines Zerstäubers zur Herstellung von säurehaltigem Wasser der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 1 zeigt ein Bezugszeichen 100 einen Zerstäuber zur Herstellung von säurehaltigem Wasser an, wobei ein Gehäuse 2 aus synthetischem Harz im Wesentlichen in der Form eines rechteckförmigen Parallelepipeds ausgebildet ist. Ein Quellenflüssigkeitstank 4 ist an einem oberen Teil innerhalb des Gehäuses 2 ausgebildet. Eine Wasserversorgungsabdeckung 6 ist an dem oberen Teil des Quellenflüssigkeitstanks ausgebildet. Elektrolyse-Quellenflüssigkeit 8 kann dann von außerhalb des Gehäuses 2 durch Öffnen der Abdeckung 6 in den Quellenflüssigkeitstank zugeführt werden.
Eine Pumpe 10 ist in Richtung zum unteren Ende des Quellenflüssigkeitstanks 4 angebracht. Elektrolyse-Quellenflüssigkeit innerhalb des Quellenflüssigkeitstanks 4 kann dann zu einer Wasserabsorptionsöffnung 14 der Pumpe 10 über ein Quellenflüssigkeits-Zufuhrrohr 12 zugeführt werden. Elektrolyse-Quellenflüssigkeit 8, die zur Pumpe 10 zugeführt ist, wird dann unter Druck durch die Pumpe 10 über ein Ausgaberohr 16 zu einem Elektrolysebad 18 gesendet.
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Elektrolysebad 18 und eine mit dem Elektrolysebad 18 verbundene Zerstäubungseinrichtung 20 (die später beschrieben wird) zeigt. Das Elektrolysebad 18 hat eine Anode 24 und eine Kathode 26, die innerhalb eines flachen Elektrolysebadgehäuses 22 parallel zueinander angeordnet sind. Ein Bezugszeichen 28 zeigt einen Anodenanschluss an, der mit der Anode 24 verbunden ist, und ein Bezugszeichen 30 zeigt einen Kathodenanschluss an, der mit der Kathode 26 verbunden sind.
Von der Pumpe 10 zugeführte Elektrolyse-Quellenflüssigkeit wird von einem Einlauftor bzw. einer Einlauföffnung 32, die in einem unteren Teil des Elektrolysebads 18 ausgebildet ist, in das Elektrolysebad 18 zugeführt. Wenn sich die Elektrolyse-Quellenflüssigkeit in Richtung zum obersten Ende des Elektrolysebads 18 bewegt, während eine laminare Strömung beibehalten wird, wird als Ergebnis einer Elektrolyse, die aus dem Anlegen einer Spannung über der Anode 24 und der Kathode 26 resultiert, in der Nähe der Anode 24 säurehaltiges Wasser erzeugt und wird in der Nähe der Kathode 26 alkalisches Wasser erzeugt.
Die Elektrolyse-Quellenflüssigkeit innerhalb des Elektrolysebads 18 fließt als laminare Strömung. Das erzeugte säurehaltige Wasser fließt daher nach oben, wie es durch einen Pfeil A gezeigt ist, entlang der Oberfläche der Anode 24, und nur säurehaltiges Wasser wird zu einer Zerstäubungskammer 36 der Zerstäubungseinrichtung 20 über ein Extraktionsloch 34 zugeführt, das an einer Seite des oberen Teils des Elektrolysebads 18 ausgebildet ist.
Ein Bezugszeichen 38 zeigt eine perforierte Platte an, die die Zerstäubungskammer 36 der Zerstäubungseinrichtung 20 von der Außenseite trennt. Die perforierte Platte 38 hat eine Vielzahl von Poren mit Durchmessern von 18 bis 24 μm und ist an einem Piezo-Oszillator 40 fixiert. Die perforierte Platte 38, die mit dem Piezo-Oszillator 40 gekoppelt ist, oszilliert daher dann, wenn als Ergebnis des Anlegens eines Wechselstroms oder einer Impulsspannung veranlasst wird, dass der Piezo-Oszillator 40 oszilliert. Säurehaltiges Wasser, das die Zerstäubungskammer 36 füllt, wird dann über die Poren, die in der perforierten Platte 38 ausgebildet sind, als feine Tröpfchen 42 zur Außenseite gesprüht.
Alkalisches Wasser, das innerhalb des Elektrolysebads 18 erzeugt ist, bewegt sich entlang der Kathode 26 nach oben, wie es durch den Pfeil B in 2 gezeigt ist, wird zu einem Restflüssigkeitstank 48, der an dem unteren Teil der Pumpe 10 vorgesehen ist, entlang einem Restflüssigkeitsrohr 46, das mit einer Restflüssigkeitsöffnung 44 gekoppelt ist, gesendet und wird temporär als Restflüssigkeit 50 gespeichert (siehe 1). Ein Bezugszeichen 52 ist ein Flüssigkeits-Extraktionsloch, das am unteren Teil des Restflüssigkeitstanks 48 ausgebildet ist.
Das Restflüssigkeitsrohr 46 hat im Vergleich mit der Restflüssigkeitsmenge, die innerhalb von ihm fließt, einen relativ großen Durchmesser. Wenn Restflüssigkeit durch das Rohr fließt, fließt Restflüssigkeit nur durch einen Teil des Querschnitts in Durchmesserrichtung des Restflüssigkeitsrohrs 46 und belegt nicht den gesamten Querschnitt des Restflüssigkeitsrohrs 46. Das endlose Einsaugen von Quellenflüssigkeit in den Restflüssigkeitstank 48 kann daher dadurch verhindert werden, dass keine Siphon-Operation verwendet wird, und zwar basierend auf der Höhendifferenz des Quellenflüssigkeitstanks 4 und des Restflüssigkeitstanks 48 aufgrund dessen, dass das Restflüssigkeitsrohr 46 einen großen Durchmesser hat.
Ein Bezugszeichen 54 zeigt eine Vielzahl von Ringen zur Verhinderung einer Rückströmung (drei in Zeichnung), die in das Restflüssigkeitsrohr 46 eingefügt sind, wobei diese Ringe 54 den inneren Durchmesser des Restflüssigkeitsrohrs 46 um die Hälfte verschmälern. Die Restflüssigkeit 50 innerhalb des Restflüssigkeitstanks 48 strömt daher aufgrund dessen, dass die Ringe 54 vorgesehen sind, selbst dann nicht in umgekehrter Richtung in das Elektrolysebad 18, wenn sich der Zerstäuber zur Herstellung von säurehaltigem Wasser 100 der vorliegenden Erfindung während einer Verwendung neigt.
Ein Bezugszeichen 56 zeigt eine Steuereinheit an, die einen Mikroprozessor enthält, zum Steuern der Pumpe 10, des Elektrolysebads 18 und der Zerstäubungseinrichtung 20, etc. Ein Bezugszeichen 58 zeigt eine Antriebsversorgung zum Zuführen von Energie zu der Steuereinheit 56, der Pumpe 10, dem Elektrolysebad 18 und der Zerstäubungseinrichtung 20, etc. an. Entweder eine primäre Batterie oder eine sekundäre Batterie kann als Antriebsversorgung verwendet werden.
Ein Zerstäuber zur Herstellung von säurehaltigem Wasser der Konfiguration, die in 1 gezeigt ist, verwendet ein Gehäuse von 5 cm × 5 cm × 18 cm. Ein Elektrolysebad, bei welchem zwei rechteckförmige Platinelektroden von 20 mm × 23,6 mm um 0,18 mm beabstandet parallel aufgereiht sind, wird verwendet. Das Flüssigkeitsvolumen, das durch die Pumpe gesendet wird, beträgt 25 ml/min und die Elektrolyse-Stromdichte beträgt 0,0286 A/cm².
Eine Natriumchloridlösung mit einer Konzentration von 2500 ppm wird als die Elektrolyse-Quellenflüssigkeit verwendet.
Die Pumpe ist hergestellt, um durch Einschalten eines Energieversorgungsschalters (nicht gezeigt) zu arbeiten, und die Elektrolyse-Quellenflüssigkeit 8 innerhalb des Quellenflüssigkeitstanks 4 wird zu dem Elektrolysebad 18 gesendet und einer Elektrolyse unterzogen. Säurehaltiges Wasser, das durch die Elektrolyse erzeugt ist, wird über die perforierte Platte 38 der Zerstäubungseinrichtung 20 nach außen gesprüht. Andererseits wird alkalisches Wasser vom Elektrolysebad 18 über das Restflüssigkeitsrohr 46 zum Restflüssigkeitstank 48 gesendet. Ein Sprühen des säurehaltigen Wassers kann dann durch Ausschalten eines Schalters gestoppt werden.
Der Zerstäuber zur Herstellung von säurehaltigem Wasser der vorliegenden Erfindung ist innerhalb eines kleinen Gehäuses untergebracht. Dies sorgt für eine nützliche Tragbarkeit und ermöglicht eine Anwendung an beliebigen Orten. Da säurehaltiges Wasser während einer Anwendung hergestellt wird, gibt es keine Notwendigkeit, sich um eine Reduzierung bezüglich der Operation bzw. Wirkung des säurehaltigen Wassers mit dem Verstreichen an Zeit zu sorgen.
Weiterhin wird dann, wenn der Quellenflüssigkeitstank über der Pumpe angeordnet ist und der Restflüssigkeitstank unter der Pumpe angeordnet ist, die Pumpe normalerweise mit Quellenflüssigkeit gefüllt, und es ist daher schwer, dass Luftverriegelungen auftreten.
Darüber hinaus kann ein Siphon-Effekt verhindert werden, wenn ein Restflüssigkeitsrohr mit großem Durchmesser verwendet wird. Eine Verhinderung einer Rückströmung, die z.B. die Form von Ringen haben kann, kann an das Restflüssigkeitsrohr angebracht werden, um eine Rückströmung zu verhindern.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 3 gezeigt. Wie es gesehen werden kann, ist die Form des Geräts so, dass es einen oberen Teil 100, einen unteren Teil oder Abschnitt 110 und einen mittleren Abschnitt 120 hat. Der Abschnitt 120 hat einen Querschnitt, der kleiner als diejenigen des oberen und des unteren Teils sind, so dass das Gerät komfortabel in der Hand eines Anwenders gehalten werden kann. Der Quellenflüssigkeitstank (nicht gezeigt) bei diesem Ausführungsbeispiel ist im unteren Teil 100 angeordnet und der Restflüssigkeitstank ist im unteren Teil 110 angeordnet.
Die Sprüheinrichtung 130 ist im oberen Teil angeordnet und sie ist durch eine Abdeckung 140 abgedeckt, so dass sie z.B. vor Staub und Beschädigungen geschützt wird. Die Abdeckung 140 kann verschoben oder entfernt werden, so dass die Sprüheinrichtung dann zum Abgeben der flüssigen Säure verwendet werden kann.
Der obere und der untere Teil haben jeweils Abdeckungen 150 und 160, die als gestrichelte Linien in einem geöffneten Zustand gezeigt sind, welche geöffnet und geschlossen werden können, um auf die Flüssigkeitstanks zum Auffüllen oder jeweiligen Leeren von ihnen zuzugreifen.

Claims

Gerät (100) zur Herstellung säurehaltiger Flüssigkeit, umfassend: Ein Gehäuse (2); einen innerhalb des Gehäuses vorgesehenen Quellenflüssigkeitstank (4); ein Elektrolysebad (18) zum Elektrolysieren der zugeführten Quellenflüssigkeit in säurehaltiges Wasser und alkalisches Wasser; eine Pumpe (10) zum Zuführen von Quellenflüssigkeit innerhalb des Quellenflüssigkeitstanks zum Elektrolysebad; eine Sprüheinrichtung (20) zum Versprühen von im Elektrolysebad erzeugtem säurehaltigen Wasser aus dem Gehäuse heraus; ein Restflüssigkeitsrohr (46), das das Elektrolysebad (18) und einen Restflüssigkeitstank verbindet, um durch das Elektrolysebad erzeugte säurehaltige Flüssigkeit zum Restflüssigkeitstank zu leiten; eine Steuereinheit (56) zum Steuern des Betriebs der Sprüheinrichtung, des Elektrolysebads, und der Pumpe; und eine Energieversorgung (58) zum Antreiben der Pumpe, des Elektrolysebads, der Sprüheinrichtung und der Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Restflüssigkeitsrohrs (46) verglichen mit der darin fließenden Restflüssigkeitsmenge ausreichend groß ist, um einen Siphoneffekt zu verhindern.
Gerät (100) zur Herstellung säurehaltiger Flüssigkeit nach Anspruch 1, wobei das Gerät (100) in Form einer in der Hand zu haltenden Vorrichtung vorliegt.
Gerät (100) zur Herstellung säurehaltiger Flüssigkeit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gerät (100) ein Gehäuse (10) umfasst, welches eine längliche Gestalt mit einem Zwischenabschnitt aufweist, der einen kleineren Querschnitt als der obere und der untere Abschnitt hat.
Gerät (100) nach Anspruch 3, wobei der Quellen- und der Restflüssigkeitstank (4, 48) im oberen bzw. im unteren Abschnitt angeordnet sind.
Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend wenigstens eine Rückströmungsverhinderungseinrichtung (54).
Gerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Quellenflüssigkeitstank (4) über der Pumpe und der Restflüssigkeitstank (48) unter der Pumpe angeordnet sind.
Gerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprüheinrichtung (20) eine Zerstäubereinrichtung verwendet, die einen an einer perforierten Platte angebrachten Piezooszillator umfasst.
Gerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine kontaktfreie Ladevorrichtung.
Gerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine bewegliche Abdeckung (140) zum Abdecken der Sprüheinrichtung (20).
Gerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Pumpe (10).
Gerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Abdeckung (150, 160), die geöffnet und geschlossen werden kann, für den Quellenflüssigkeitstank (4) und den Restflüssigkeitstank (48).