JP2004277859A - 塩素発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的単純な構成で、電極を清浄に保つことができ、それにより、原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる塩素発生装置を提供する。
【解決手段】塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水Wを生成する塩素発生装置1であって、原水が供給される電気分解槽11と、この電気分解槽11内に配置され、電気分解槽11内の原水を電気分解することにより塩素含有水Wを生成するための一対の電極12、12と、この一対の電極12、12の表面に摺動自在に設けられ、一対の電極12、12の表面を清掃するためのワイパ13と、このワイパ13を駆動するワイパ駆動部25と、を備えている。
【選択図】 図2
【解決手段】塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水Wを生成する塩素発生装置1であって、原水が供給される電気分解槽11と、この電気分解槽11内に配置され、電気分解槽11内の原水を電気分解することにより塩素含有水Wを生成するための一対の電極12、12と、この一対の電極12、12の表面に摺動自在に設けられ、一対の電極12、12の表面を清掃するためのワイパ13と、このワイパ13を駆動するワイパ駆動部25と、を備えている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ、さらにはプールの浄水装置などに適用され、塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水を生成する塩素発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の塩素発生装置は、上水道から供給され、塩化物イオン(本明細書において「塩素イオン」という)Cl−を含む水道水(本明細書において「原水」という)を電気分解することで塩素を発生させることにより、高い殺菌効果を有する塩素含有水を生成するものである。従来、このような塩素発生装置として、飲料ディスペンサに適用したものが、例えば特許文献1に記載されている。
【0003】
この塩素発生装置は、円筒状の電気分解槽と、その内部に配置され、電気分解槽内の原水を電気分解するための一対の電極などを備えている。電気分解槽の底部には、原水を流入させるための流入部、および塩素含有水を流出させるための流出部が設けられている。そして、流入部には、上水道からの原水を飲料ディスペンサの内部に取り込むための取水パイプが接続される一方、流出部には、生成された塩素含有水を飲料ノズルなどへ搬送するための搬送パイプが接続されている。また、一対の電極は、互いに同一の長方形の金属板からなり、それぞれの下端部が電気分解槽の底部に固定されることによって、互いに向かい合った状態で上方に平行に延びるように電気分解槽内に配置されている。なお、電気分解槽の上端部には、後述するように、電気分解によって発生する不要なガスを排出するためのガス抜き部が設けられている。
【0004】
このように構成された塩素発生装置では、流入部を介して原水を電気分解槽に流入させるとともに、一対の電極間に所定時間、所定電圧を印加することによって、原水を電気分解する。この電気分解により、陽極では、原水中の塩素イオンが電子を放出することによって、塩素ガスが発生する。そして、その塩素ガスが原水に溶解することにより、塩素含有水が生成される。また、陽極では、塩素ガスに加えて、原水中の水酸化物イオンの酸化反応により、酸素ガスが発生する。一方、陰極では、原水自体あるいは水素イオンの還元反応により、水素ガスが発生する。なお、これらの酸化・還元反応によって発生した酸素ガスおよび水素ガスは不要であるため、電気分解槽に設けられたガス抜き部を介して、適宜、外部に排出される。
【0005】
また、上記のように電気分解槽内で原水を電気分解すると、陽極となる電極では、酸化反応によって、電極自体が溶解する一方、陰極となる電極では、還元反応によって、原水中のカルシウムなどの溶解物が析出する。このような電極での析出が進むと、原水中に露出する電極の表面積が次第に小さくなることで、塩素ガスの発生効率が低下してしまう。そのため、上記塩素発生装置では、電極への総通電時間が所定時間に達するごとに、電極の極性を入れ替え、それにより、電極での析出を抑制し、塩素ガスの発生効率を維持するようにしている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−301151号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記塩素発生装置では、電気分解に伴う電極の溶解や析出に起因する電極の劣化に対して、電極の極性の入れ替えにより対処している。しかし、電気分解に起因しない電極の劣化、例えば原水中の微細なごみなどの不純物が電極の表面に付着することによる電極の汚れにより、上述した電極における析出と同様の理由から、塩素ガスの発生効率が低下してしまうことがある。このように、塩素ガスの発生効率が低下すると、電気分解を所定時間、行っただけでは、十分な殺菌効果を有する塩素含有水を生成できないことがある。
【0008】
もちろん、定期的に塩素ガスの発生効率をチェックし、低下している場合には、電気分解の実施時間を長くしたり、印加電圧を高くしたりすることなどによって、塩素ガスの発生効率を維持することが考えられる。しかしこの場合には、定期的な塩素ガスの発生効率のチェック、および電気分解の実施時間や印加電圧の設定変更を行わなければならず、装置の構成が複雑になってしまう。
【0009】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、比較的単純な構成で、電極を清浄に保つことができ、それにより、原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる塩素発生装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る塩素発生装置は、塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水を生成する塩素発生装置であって、原水が供給される容器と、この容器内に配置され、容器内の原水を電気分解することにより塩素含有水を生成するための一対の電極と、この一対の電極の表面に摺動自在に設けられ、一対の電極の表面を清掃するためのワイパと、このワイパを駆動するワイパ駆動部と、を備えていることを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、容器に供給された原水に微細なゴミなどの不純物が混入していて、その不純物が電極の表面に付着した場合であっても、ワイパを駆動し、一対の電極の表面で摺動させることにより、電極の表面を掃除し、清浄に保つことができる。それにより、一対の電極による原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる。
【0012】
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1の塩素発生装置において、一対の電極は、互いに間隔を隔てて対向するように配置されており、ワイパは、一対の電極間の互いに対向する方向に延びる軸線を中心として回転自在に設けられ、軸線から外方に延びるとともに、電極の表面に摺接する複数の羽根部を有し、ワイパ駆動部は、容器に供給される原水を複数の羽根部に案内することにより、複数の羽根部を回転させる原水案内流路を有していることを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、原水案内流路により、原水を複数の羽根部に案内しながら容器に供給する。これらの羽根部は、電極の互いに対向する方向に延びる軸線を中心として回転自在であり、電極の表面に摺接しているので、原水案内流路を介して原水を容器に供給することにより、複数の羽根部を、電極の表面に摺接させた状態で、回転させることができる。このように、原水案内流路を介して容器内に供給される原水のエネルギを利用して、つまり羽根部を駆動するための専用の動力源を必要とすることなく、羽根部を回転させることができ、したがって、比較的単純な構成で、電極の表面を確実に清浄に保つことができる。
【0014】
本発明の請求項3に係る発明は、請求項2の塩素発生装置において、複数の羽根部には、電極の表面に摺接する側面に、表面を掃くためのブラシが設けられていることを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、羽根部の電極の表面に摺接する側面にブラシが設けられているので、そのブラシで電極の表面を掃きながら、羽根部が回転することにより、電極の表面に付着した不純物をより確実に除去することができる。また、ブラシを介して羽根部を電極に接触させるので、羽根部と電極との間に生じる摩擦抵抗を低減でき、羽根部を円滑に回転させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による塩素発生装置を適用した飲料ディスペンサを示している。この飲料ディスペンサ1は、上水道から供給された水道水である原水を、塩素発生装置2によって、殺菌効果を有する塩素含有水Wとし、その塩素含有水Wをそのまま、あるいは他の飲料の原料とともに、カップCに供給するものである。
【0017】
この飲料ディスペンサ1は、塩素発生装置2と、この塩素発生装置2によって生成された塩素含有水Wを、給水管3を介して下流に送り出すためのポンプ4と、塩素含有水Wを冷却するための冷却器5と、原水を飲料ディスペンサ1内に取り込むための取水弁6と、塩素含有水WをカップCに供給するための給水弁7と、これらを制御する図示しないマイクロコンピュータを有する制御装置などを備えている。なお、上水道からの原水を飲料ディスペンサ1に取り込むための取水管8の途中には、活性炭を内蔵した浄水器9が設けられている。この浄水器9により、原水中の微細なゴミなどの不純物が、活性炭に吸着されることで、ある程度、除去される。
【0018】
図2は、塩素発生装置2を拡大して示している。この塩素発生装置2は、電気分解槽11(容器)と、その内部に設けられた一対の電極12、12と、これらの電極12、12間に摺動自在に設けられ、電極12の表面を清掃するためのワイパ13とを有している。電気分解槽11は、平面形状がほぼ円形のベース部21と、このベース部21上に設けられ、ほぼ円筒状の電気分解槽本体22と、この電気分解槽本体22の上端部に設けられ、原水の電気分解により電気分解槽本体22内で発生した不要な酸素ガスおよび水素ガスを処理するためのガス処理部23とを有している。
【0019】
ベース部21上の電気分解槽本体22内には、電極支持プレート24が設けられており、この電極支持プレート24上に、上記一対の電極12、12が互いに所定の間隔を隔てて対向するように取り付けられている。各電極12は、ほぼ正方形の金属板からなり、外部に設けられた図示しない電源に接続されている。また、ベース部21には、電気分解槽本体22内に原水を流入させるための流入部25(ワイパ駆動部)、および電気分解槽本体22内で生成した塩素含有水Wを流出させるための流出部26が設けられている。流入部25には、取水管8の取水弁6よりも下流側の部位が接続される一方、流出部26には、供給管3のポンプ4よりも上流側の部位が接続されている。
【0020】
流入部25は、ベース部21および電極支持プレート24を上下方向に貫通し、両電極12、12間でかつ左右方向の一端部寄り(図1、2では左端部寄り)に設けられた流入孔25a(原水案内流路)を有している。この流入孔25aを介して、原水が電気分解槽本体22内に流入する。一方、流出部26は、流入孔25aと同様に形成されるとともに、その流入孔25aの反対側の位置、すなわち両電極12、12間でかつ左右方向の他端部寄り(図1、2では右端部寄り)に設けられた流出孔26aを有しており、この流出孔26aを介して、塩素含有水Wが電気分解槽本体22から流出する。
【0021】
ワイパ13は、両電極12、12間の互いに対向する方向に延び、プラスチックなどの絶縁材料からなる支軸31と、この支軸31に回転自在に支持されるとともに、互いに支軸31を中心に所定角度ごとに配置され、支軸31から外方に延びる複数枚(本実施形態では12枚)の羽根部32とを有している。支軸31は、電極12、12の中央部に位置しており、これらの電極12、12により、あるいは図示しない支持部材により、両端部がそれぞれ固定されている。一方、羽根部32は、支軸31と同じ材料からなり、各々が長方形状のプレートで構成されている。より具体的には、各羽根部32は、縦寸法が電極12のそれのほぼ1/2、横寸法が両電極12、12間の距離と同じ長さを有している。
【0022】
このように構成されたワイパ13は、図3(a)に示すように、各羽根部32の両側面が、両電極12、12の互いに対向する内面12aにそれぞれ接触している。したがって、ワイパ13が支軸31を中心に回転することにより、羽根部32が、両電極12、12の内面12a、12a上を摺動する。
【0023】
また、上記ワイパ13に加えて、図3(b)に示すように、同軸で回転するワイパ14、14を、両電極12、12の外側にそれぞれ設けてもよい。この場合には、ワイパ13、14、14の各羽根部32を支軸31に固定するとともに、外側のワイパ14の各羽根部32を、電極12の外面12bに接触させる。したがって、ワイパ13の回転に伴い、外側のワイパ14、14も回転し、これにより、外側のワイパ14の羽根部32が、両電極12、12の外面12b、12b上を摺動する。
【0024】
さらに、ワイパ13、14、14の電極12に接触する側の羽根部32の側面に、図4に示すように、ブラシ33を設けてもよい。具体的には、ワイパ13では、同図(a)に示すように、羽根部32の左右の両側面にブラシ33を設ける一方、外側のワイパ14では、同図(b)に示すように、電極12側の側面にブラシ33を設ける。このようなブラシ33を羽根部32に設けることにより、ブラシ33によって、両電極12、12の内面12a、12aや外面12b、12bを掃きながら、羽根部32を回転させることができる。なお、このようなブラシ33は、ワイパ13、14、14の羽根部32のすべてに、あるいは数枚の羽根部32にのみに設けるようにしてもよい。
【0025】
なお、電気分解槽本体22の上端部に設けられたガス処理部23は、所定のタイミングで、電気分解槽本体22の内外を連通することにより、不要な酸素ガスおよび水素ガスを外部に排出したり、それらの酸素ガスおよび水素ガスを着火し、化学反応を生じさせることによって、ガスを水に変換したりするようになっている。
【0026】
次に、以上のように構成された塩素発生装置2を有する飲料ディスペンサ1の動作について説明する。飲料ディスペンサ1による飲料の提供時には、取水弁6および給水弁7が開かれるとともに、ポンプ4が駆動される。これにより、1杯分の飲料に使用する所定量(例えば200cc)の塩素含有水Wが、電気分解槽11から流出部26を介して流出する。そして、この流出した塩素含有水Wは、給水管3によって搬送されるとともに、その途中に設けられた冷却器5で冷却され、飲料ノズル3aを介してカップCに注がれる。また、取水弁6が開かれることによって、塩素含有水Wの流出と同時に、取水管8および流入部25を介して、原水が電気分解槽11に供給される。この場合、電気分解槽11に供給される原水は、流入部25の流入孔25aにより、上方に向かって案内され、ワイパ13の羽根部32の先端部に当たる。これにより、ワイパ13が図1の時計方向に回転し、各羽根部32が両電極12、12の内面12a、12a上を摺動する。
【0027】
電気分解槽11に供給された原水は、両電極12、12が通電されることによって電気分解され、原水中の塩素イオンが陽極側で電子を放出することにより、塩素が発生する。発生した塩素は水に溶解し、殺菌効果を有する塩素含有水Wが生成される。なお、この塩素の発生と同時に、陰極側では水素が、陽極側では酸素がそれぞれ発生し、電気分解槽11内の上部に滞留するものの、前述したように、ガス処理部23により、外部への放出あるいは水への変換によって、電気分解槽11でのガスの滞留状態が解消される。
【0028】
以上詳述したように、本実施形態の塩素発生装置2によれば、電気分解槽11に供給された原水に微細なゴミなどの不純物が混入していて、その不純物が電極12の表面に付着した場合であっても、ワイパ13、14が回転し、羽根部32が電極12の表面12a、12b上で摺動することにより、電極12の表面を掃除し、清浄に保つことができる。それにより、両電極12、12による原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極12、12の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる。また、電気分解槽11への原水の供給の際に、流入部25の流入孔25aによって、原水をワイパ13の羽根部32に向かって案内し、原水のエネルギを利用してワイパ13、14を回転させるので、ワイパ13、14を駆動するための専用の動力源を必要とすることがない。したがって、塩素発生装置2を、比較的単純でかつ安価に構成することができる。
【0029】
図5は、本発明をカップ式自動販売機に適用した塩素発生装置を示している。この塩素発生装置40は、上記塩素発生装置2の電極12、12、電極支持プレート24およびワイパ13にそれぞれ相当する電極42、42、電極支持プレート44およびワイパ43を、逆さにした状態で、ボックス状の電気分解槽41の天井部41aに取り付けたものである。この塩素発生装置40では、電極支持プレート44から上方に突出した流入部45を介して、電気分解槽41に原水が供給される。したがって、流入部45を介して電気分解槽41内に流入する原水は、下方のワイパ43に向かって案内され、これにより、ワイパ43が図5の反時計方向に回転する。
【0030】
電気分解槽41に供給された原水は、電極支持プレート44から上方に突出した端子42a、42aを介して、両電極42、42が通電されることによって電気分解され、電気分解槽41内で塩素含有水Wが生成される。そして、生成された塩素含有水Wは、電気分解槽41の底部に設けられた流出部46を介して、下流側に送られる。
【0031】
この塩素発生装置40も、前述した飲料ディスペンサ1の塩素発生装置2と同様の効果を得ることができる。
【0032】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。上記実施形態では、本発明の塩素発生装置を飲料ディスペンサおよびカップ式自動販売機に適用した場合について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、プールの浄水装置などにも適用することができる。また、実施形態では、ワイパ13、14、43を回転させるために、原水が電気分解槽11、41に流入する際の水流を利用したが、これとともに、あるいはこれに代えて、電気分解槽11、41から塩素含有水Wが外部に流出する際の水流を利用することも可能である。また、ワイパ13、14、43をモータなどの駆動源で直接回転させるようにしてもよい。
【0033】
また、ワイパ13、14、43の羽根部32の形状や数などは、実施形態に限定されるものではなく、ワイパ13、14、43が円滑に回転し、電極12、42の表面で摺動自在であればよい。
【0034】
また、実施形態で示した塩素発生装置2の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【0035】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の塩素発生装置は、比較的単純な構成で、電極を清浄に保つことができ、それにより、原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による塩素発生装置を適用した飲料ディスペンサの構成を模式的に示す図である。
【図2】図1の塩素発生装置を拡大して示す斜視図である。
【図3】ワイパおよび電極を示す正面図であり、(a)は図2の塩素発生装置に対応するものであり、(b)は電極の外側にもワイパを設けた変形例を示す。
【図4】(a)および(b)はそれぞれ、図3(a)および(b)に対応し、ワイパの羽根部と電極の付近を切断して示す図である。
【図5】カップ式自動販売機の塩素発生装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 飲料ディスペンサ
2、40 塩素発生装置
11、41 電気分解槽(容器)
12、42 電極
13、14、43 ワイパ
22 電気分解槽本体
25、45 流入部(ワイパ駆動部)
25a 流入孔(原水案内流路)
31 支軸
32 羽根部
33 ブラシ
C カップ
W 塩素含有水
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ、さらにはプールの浄水装置などに適用され、塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水を生成する塩素発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の塩素発生装置は、上水道から供給され、塩化物イオン(本明細書において「塩素イオン」という)Cl−を含む水道水(本明細書において「原水」という)を電気分解することで塩素を発生させることにより、高い殺菌効果を有する塩素含有水を生成するものである。従来、このような塩素発生装置として、飲料ディスペンサに適用したものが、例えば特許文献1に記載されている。
【0003】
この塩素発生装置は、円筒状の電気分解槽と、その内部に配置され、電気分解槽内の原水を電気分解するための一対の電極などを備えている。電気分解槽の底部には、原水を流入させるための流入部、および塩素含有水を流出させるための流出部が設けられている。そして、流入部には、上水道からの原水を飲料ディスペンサの内部に取り込むための取水パイプが接続される一方、流出部には、生成された塩素含有水を飲料ノズルなどへ搬送するための搬送パイプが接続されている。また、一対の電極は、互いに同一の長方形の金属板からなり、それぞれの下端部が電気分解槽の底部に固定されることによって、互いに向かい合った状態で上方に平行に延びるように電気分解槽内に配置されている。なお、電気分解槽の上端部には、後述するように、電気分解によって発生する不要なガスを排出するためのガス抜き部が設けられている。
【0004】
このように構成された塩素発生装置では、流入部を介して原水を電気分解槽に流入させるとともに、一対の電極間に所定時間、所定電圧を印加することによって、原水を電気分解する。この電気分解により、陽極では、原水中の塩素イオンが電子を放出することによって、塩素ガスが発生する。そして、その塩素ガスが原水に溶解することにより、塩素含有水が生成される。また、陽極では、塩素ガスに加えて、原水中の水酸化物イオンの酸化反応により、酸素ガスが発生する。一方、陰極では、原水自体あるいは水素イオンの還元反応により、水素ガスが発生する。なお、これらの酸化・還元反応によって発生した酸素ガスおよび水素ガスは不要であるため、電気分解槽に設けられたガス抜き部を介して、適宜、外部に排出される。
【0005】
また、上記のように電気分解槽内で原水を電気分解すると、陽極となる電極では、酸化反応によって、電極自体が溶解する一方、陰極となる電極では、還元反応によって、原水中のカルシウムなどの溶解物が析出する。このような電極での析出が進むと、原水中に露出する電極の表面積が次第に小さくなることで、塩素ガスの発生効率が低下してしまう。そのため、上記塩素発生装置では、電極への総通電時間が所定時間に達するごとに、電極の極性を入れ替え、それにより、電極での析出を抑制し、塩素ガスの発生効率を維持するようにしている。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−301151号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記塩素発生装置では、電気分解に伴う電極の溶解や析出に起因する電極の劣化に対して、電極の極性の入れ替えにより対処している。しかし、電気分解に起因しない電極の劣化、例えば原水中の微細なごみなどの不純物が電極の表面に付着することによる電極の汚れにより、上述した電極における析出と同様の理由から、塩素ガスの発生効率が低下してしまうことがある。このように、塩素ガスの発生効率が低下すると、電気分解を所定時間、行っただけでは、十分な殺菌効果を有する塩素含有水を生成できないことがある。
【0008】
もちろん、定期的に塩素ガスの発生効率をチェックし、低下している場合には、電気分解の実施時間を長くしたり、印加電圧を高くしたりすることなどによって、塩素ガスの発生効率を維持することが考えられる。しかしこの場合には、定期的な塩素ガスの発生効率のチェック、および電気分解の実施時間や印加電圧の設定変更を行わなければならず、装置の構成が複雑になってしまう。
【0009】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、比較的単純な構成で、電極を清浄に保つことができ、それにより、原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる塩素発生装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る塩素発生装置は、塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水を生成する塩素発生装置であって、原水が供給される容器と、この容器内に配置され、容器内の原水を電気分解することにより塩素含有水を生成するための一対の電極と、この一対の電極の表面に摺動自在に設けられ、一対の電極の表面を清掃するためのワイパと、このワイパを駆動するワイパ駆動部と、を備えていることを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、容器に供給された原水に微細なゴミなどの不純物が混入していて、その不純物が電極の表面に付着した場合であっても、ワイパを駆動し、一対の電極の表面で摺動させることにより、電極の表面を掃除し、清浄に保つことができる。それにより、一対の電極による原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる。
【0012】
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1の塩素発生装置において、一対の電極は、互いに間隔を隔てて対向するように配置されており、ワイパは、一対の電極間の互いに対向する方向に延びる軸線を中心として回転自在に設けられ、軸線から外方に延びるとともに、電極の表面に摺接する複数の羽根部を有し、ワイパ駆動部は、容器に供給される原水を複数の羽根部に案内することにより、複数の羽根部を回転させる原水案内流路を有していることを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、原水案内流路により、原水を複数の羽根部に案内しながら容器に供給する。これらの羽根部は、電極の互いに対向する方向に延びる軸線を中心として回転自在であり、電極の表面に摺接しているので、原水案内流路を介して原水を容器に供給することにより、複数の羽根部を、電極の表面に摺接させた状態で、回転させることができる。このように、原水案内流路を介して容器内に供給される原水のエネルギを利用して、つまり羽根部を駆動するための専用の動力源を必要とすることなく、羽根部を回転させることができ、したがって、比較的単純な構成で、電極の表面を確実に清浄に保つことができる。
【0014】
本発明の請求項3に係る発明は、請求項2の塩素発生装置において、複数の羽根部には、電極の表面に摺接する側面に、表面を掃くためのブラシが設けられていることを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、羽根部の電極の表面に摺接する側面にブラシが設けられているので、そのブラシで電極の表面を掃きながら、羽根部が回転することにより、電極の表面に付着した不純物をより確実に除去することができる。また、ブラシを介して羽根部を電極に接触させるので、羽根部と電極との間に生じる摩擦抵抗を低減でき、羽根部を円滑に回転させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による塩素発生装置を適用した飲料ディスペンサを示している。この飲料ディスペンサ1は、上水道から供給された水道水である原水を、塩素発生装置2によって、殺菌効果を有する塩素含有水Wとし、その塩素含有水Wをそのまま、あるいは他の飲料の原料とともに、カップCに供給するものである。
【0017】
この飲料ディスペンサ1は、塩素発生装置2と、この塩素発生装置2によって生成された塩素含有水Wを、給水管3を介して下流に送り出すためのポンプ4と、塩素含有水Wを冷却するための冷却器5と、原水を飲料ディスペンサ1内に取り込むための取水弁6と、塩素含有水WをカップCに供給するための給水弁7と、これらを制御する図示しないマイクロコンピュータを有する制御装置などを備えている。なお、上水道からの原水を飲料ディスペンサ1に取り込むための取水管8の途中には、活性炭を内蔵した浄水器9が設けられている。この浄水器9により、原水中の微細なゴミなどの不純物が、活性炭に吸着されることで、ある程度、除去される。
【0018】
図2は、塩素発生装置2を拡大して示している。この塩素発生装置2は、電気分解槽11(容器)と、その内部に設けられた一対の電極12、12と、これらの電極12、12間に摺動自在に設けられ、電極12の表面を清掃するためのワイパ13とを有している。電気分解槽11は、平面形状がほぼ円形のベース部21と、このベース部21上に設けられ、ほぼ円筒状の電気分解槽本体22と、この電気分解槽本体22の上端部に設けられ、原水の電気分解により電気分解槽本体22内で発生した不要な酸素ガスおよび水素ガスを処理するためのガス処理部23とを有している。
【0019】
ベース部21上の電気分解槽本体22内には、電極支持プレート24が設けられており、この電極支持プレート24上に、上記一対の電極12、12が互いに所定の間隔を隔てて対向するように取り付けられている。各電極12は、ほぼ正方形の金属板からなり、外部に設けられた図示しない電源に接続されている。また、ベース部21には、電気分解槽本体22内に原水を流入させるための流入部25(ワイパ駆動部)、および電気分解槽本体22内で生成した塩素含有水Wを流出させるための流出部26が設けられている。流入部25には、取水管8の取水弁6よりも下流側の部位が接続される一方、流出部26には、供給管3のポンプ4よりも上流側の部位が接続されている。
【0020】
流入部25は、ベース部21および電極支持プレート24を上下方向に貫通し、両電極12、12間でかつ左右方向の一端部寄り(図1、2では左端部寄り)に設けられた流入孔25a(原水案内流路)を有している。この流入孔25aを介して、原水が電気分解槽本体22内に流入する。一方、流出部26は、流入孔25aと同様に形成されるとともに、その流入孔25aの反対側の位置、すなわち両電極12、12間でかつ左右方向の他端部寄り(図1、2では右端部寄り)に設けられた流出孔26aを有しており、この流出孔26aを介して、塩素含有水Wが電気分解槽本体22から流出する。
【0021】
ワイパ13は、両電極12、12間の互いに対向する方向に延び、プラスチックなどの絶縁材料からなる支軸31と、この支軸31に回転自在に支持されるとともに、互いに支軸31を中心に所定角度ごとに配置され、支軸31から外方に延びる複数枚(本実施形態では12枚)の羽根部32とを有している。支軸31は、電極12、12の中央部に位置しており、これらの電極12、12により、あるいは図示しない支持部材により、両端部がそれぞれ固定されている。一方、羽根部32は、支軸31と同じ材料からなり、各々が長方形状のプレートで構成されている。より具体的には、各羽根部32は、縦寸法が電極12のそれのほぼ1/2、横寸法が両電極12、12間の距離と同じ長さを有している。
【0022】
このように構成されたワイパ13は、図3(a)に示すように、各羽根部32の両側面が、両電極12、12の互いに対向する内面12aにそれぞれ接触している。したがって、ワイパ13が支軸31を中心に回転することにより、羽根部32が、両電極12、12の内面12a、12a上を摺動する。
【0023】
また、上記ワイパ13に加えて、図3(b)に示すように、同軸で回転するワイパ14、14を、両電極12、12の外側にそれぞれ設けてもよい。この場合には、ワイパ13、14、14の各羽根部32を支軸31に固定するとともに、外側のワイパ14の各羽根部32を、電極12の外面12bに接触させる。したがって、ワイパ13の回転に伴い、外側のワイパ14、14も回転し、これにより、外側のワイパ14の羽根部32が、両電極12、12の外面12b、12b上を摺動する。
【0024】
さらに、ワイパ13、14、14の電極12に接触する側の羽根部32の側面に、図4に示すように、ブラシ33を設けてもよい。具体的には、ワイパ13では、同図(a)に示すように、羽根部32の左右の両側面にブラシ33を設ける一方、外側のワイパ14では、同図(b)に示すように、電極12側の側面にブラシ33を設ける。このようなブラシ33を羽根部32に設けることにより、ブラシ33によって、両電極12、12の内面12a、12aや外面12b、12bを掃きながら、羽根部32を回転させることができる。なお、このようなブラシ33は、ワイパ13、14、14の羽根部32のすべてに、あるいは数枚の羽根部32にのみに設けるようにしてもよい。
【0025】
なお、電気分解槽本体22の上端部に設けられたガス処理部23は、所定のタイミングで、電気分解槽本体22の内外を連通することにより、不要な酸素ガスおよび水素ガスを外部に排出したり、それらの酸素ガスおよび水素ガスを着火し、化学反応を生じさせることによって、ガスを水に変換したりするようになっている。
【0026】
次に、以上のように構成された塩素発生装置2を有する飲料ディスペンサ1の動作について説明する。飲料ディスペンサ1による飲料の提供時には、取水弁6および給水弁7が開かれるとともに、ポンプ4が駆動される。これにより、1杯分の飲料に使用する所定量(例えば200cc)の塩素含有水Wが、電気分解槽11から流出部26を介して流出する。そして、この流出した塩素含有水Wは、給水管3によって搬送されるとともに、その途中に設けられた冷却器5で冷却され、飲料ノズル3aを介してカップCに注がれる。また、取水弁6が開かれることによって、塩素含有水Wの流出と同時に、取水管8および流入部25を介して、原水が電気分解槽11に供給される。この場合、電気分解槽11に供給される原水は、流入部25の流入孔25aにより、上方に向かって案内され、ワイパ13の羽根部32の先端部に当たる。これにより、ワイパ13が図1の時計方向に回転し、各羽根部32が両電極12、12の内面12a、12a上を摺動する。
【0027】
電気分解槽11に供給された原水は、両電極12、12が通電されることによって電気分解され、原水中の塩素イオンが陽極側で電子を放出することにより、塩素が発生する。発生した塩素は水に溶解し、殺菌効果を有する塩素含有水Wが生成される。なお、この塩素の発生と同時に、陰極側では水素が、陽極側では酸素がそれぞれ発生し、電気分解槽11内の上部に滞留するものの、前述したように、ガス処理部23により、外部への放出あるいは水への変換によって、電気分解槽11でのガスの滞留状態が解消される。
【0028】
以上詳述したように、本実施形態の塩素発生装置2によれば、電気分解槽11に供給された原水に微細なゴミなどの不純物が混入していて、その不純物が電極12の表面に付着した場合であっても、ワイパ13、14が回転し、羽根部32が電極12の表面12a、12b上で摺動することにより、電極12の表面を掃除し、清浄に保つことができる。それにより、両電極12、12による原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極12、12の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができる。また、電気分解槽11への原水の供給の際に、流入部25の流入孔25aによって、原水をワイパ13の羽根部32に向かって案内し、原水のエネルギを利用してワイパ13、14を回転させるので、ワイパ13、14を駆動するための専用の動力源を必要とすることがない。したがって、塩素発生装置2を、比較的単純でかつ安価に構成することができる。
【0029】
図5は、本発明をカップ式自動販売機に適用した塩素発生装置を示している。この塩素発生装置40は、上記塩素発生装置2の電極12、12、電極支持プレート24およびワイパ13にそれぞれ相当する電極42、42、電極支持プレート44およびワイパ43を、逆さにした状態で、ボックス状の電気分解槽41の天井部41aに取り付けたものである。この塩素発生装置40では、電極支持プレート44から上方に突出した流入部45を介して、電気分解槽41に原水が供給される。したがって、流入部45を介して電気分解槽41内に流入する原水は、下方のワイパ43に向かって案内され、これにより、ワイパ43が図5の反時計方向に回転する。
【0030】
電気分解槽41に供給された原水は、電極支持プレート44から上方に突出した端子42a、42aを介して、両電極42、42が通電されることによって電気分解され、電気分解槽41内で塩素含有水Wが生成される。そして、生成された塩素含有水Wは、電気分解槽41の底部に設けられた流出部46を介して、下流側に送られる。
【0031】
この塩素発生装置40も、前述した飲料ディスペンサ1の塩素発生装置2と同様の効果を得ることができる。
【0032】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。上記実施形態では、本発明の塩素発生装置を飲料ディスペンサおよびカップ式自動販売機に適用した場合について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、プールの浄水装置などにも適用することができる。また、実施形態では、ワイパ13、14、43を回転させるために、原水が電気分解槽11、41に流入する際の水流を利用したが、これとともに、あるいはこれに代えて、電気分解槽11、41から塩素含有水Wが外部に流出する際の水流を利用することも可能である。また、ワイパ13、14、43をモータなどの駆動源で直接回転させるようにしてもよい。
【0033】
また、ワイパ13、14、43の羽根部32の形状や数などは、実施形態に限定されるものではなく、ワイパ13、14、43が円滑に回転し、電極12、42の表面で摺動自在であればよい。
【0034】
また、実施形態で示した塩素発生装置2の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【0035】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の塩素発生装置は、比較的単純な構成で、電極を清浄に保つことができ、それにより、原水の電気分解を安定して行えるとともに、電極の汚れに起因する塩素の発生効率の低下を防止することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による塩素発生装置を適用した飲料ディスペンサの構成を模式的に示す図である。
【図2】図1の塩素発生装置を拡大して示す斜視図である。
【図3】ワイパおよび電極を示す正面図であり、(a)は図2の塩素発生装置に対応するものであり、(b)は電極の外側にもワイパを設けた変形例を示す。
【図4】(a)および(b)はそれぞれ、図3(a)および(b)に対応し、ワイパの羽根部と電極の付近を切断して示す図である。
【図5】カップ式自動販売機の塩素発生装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 飲料ディスペンサ
2、40 塩素発生装置
11、41 電気分解槽(容器)
12、42 電極
13、14、43 ワイパ
22 電気分解槽本体
25、45 流入部(ワイパ駆動部)
25a 流入孔(原水案内流路)
31 支軸
32 羽根部
33 ブラシ
C カップ
W 塩素含有水
Claims (3)
- 塩素イオンを含む原水を電気分解することにより、塩素を含む塩素含有水を生成する塩素発生装置であって、
前記原水が供給される容器と、
この容器内に配置され、当該容器内の原水を電気分解することにより塩素含有水を生成するための一対の電極と、
この一対の電極の表面に摺動自在に設けられ、当該一対の電極の表面を清掃するためのワイパと、
このワイパを駆動するワイパ駆動部と、
を備えていることを特徴とする塩素発生装置。 - 前記一対の電極は、互いに間隔を隔てて対向するように配置されており、
前記ワイパは、前記一対の電極間の互いに対向する方向に延びる軸線を中心として回転自在に設けられ、当該軸線から外方に延びるとともに、前記電極の表面に摺接する複数の羽根部を有し、
前記ワイパ駆動部は、前記容器に供給される原水を前記複数の羽根部に案内することにより、当該複数の羽根部を回転させる原水案内流路を有していることを特徴とする請求項1に記載の塩素発生装置。 - 前記複数の羽根部には、前記電極の表面に摺接する側面に、当該表面を掃くためのブラシが設けられていることを特徴とする請求項2に記載の塩素発生装置。
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JP2007063656A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-15 | Kokubu Nagayoshi | 電解処理装置 |
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