JP2006192404A - Electrolyzer for sterilization or the like and electrode used for it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、殺菌等用電解装置及びそれに用いる電極に関し、特に、空調冷却水系、浴槽・プールなどの循環系水槽に設置して、銅イオン又は銀イオンを発生させることにより殺菌・殺藻等を行うための殺菌等用電解装置及びそれに用いる電極に関する。 The present invention relates to an electrolysis apparatus for sterilization and the electrode used therefor, and in particular, installed in a circulating water tank such as an air-conditioning cooling water system or a bathtub / pool to generate sterilization / algaecide etc. by generating copper ions or silver ions. The present invention relates to an electrolysis apparatus for sterilization and the like and an electrode used therefor.
従来より、空調等の冷却水系(クーリングタワー)、浴槽・プールなどの循環系水槽には、長期間に渡り水が滞留・循環するため、バクテリア、細菌、藻などが発生しやすく、クーリングタワーにおいては、熱伝達効率の低下を引き起こし、プールなどでは衛生上の問題を生じていた。これらの菌等の発生を抑制するため、銅イオン又は銀イオンなどの金属イオンを水中に分散させることが行われている。 Conventionally, water stays and circulates in cooling water systems (cooling towers) such as air conditioners, and circulation water tanks such as bathtubs and pools, so bacteria, bacteria, algae, etc. are likely to occur. This caused a decrease in heat transfer efficiency, causing a hygiene problem in pools and the like. In order to suppress generation | occurrence | production of these microbes etc., dispersing metal ions, such as a copper ion or a silver ion, in water is performed.
特許文献1には、プールなどの水槽内に配置した給水ダクト若しくは排水ダクトの各内部に、銅板、銀板等のイオン用金属部材を備え、水槽内の水をこれらの部材に接触乃至近接して流すことにより、イオン用金属部材の金属イオンを水中に放出し、該金属イオンの殺菌等の作用で殺菌等の処理を行い、水槽内の水の浄化方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1においては、各ダクトに対応した電極を形成し、個別に設置する必要があり、手間が掛かる上、コストが高くなる。しかも、電極自体の構造は、板状電極であるため、金属イオン放出で腐食した電極の一部が脱落し易い。脱落した金属片が給水ダクトから水槽内に入り込む場合には、一般に、脱落した金属の表面は鋭利な突起部を多く有しているため、例えば、プール内の遊泳者を傷つける原因となる。また、脱落した金属片が排水ダクトから排出される場合には、循環ポンプ内に入り込み、ポンプを傷つける原因ともなる。
However, in
また、特許文献2においては、Ag,Mn,Fe,Co,Ni,Cu及びZnからなる金属イオンの内の少なくとも1種を含む無機系抗菌剤を含有した比重が、1.00未満であり、かつ空隙率が20%以上である浄水材を、貯水槽、クーリングタワーなどに浮かべることで、浄水作用を施す方法も提案されている。
しかしながら、特許文献2が殺菌作用を発生させるためには、塩素イオン濃度を0.2〜1000ppmに調整する必要があり、金属イオンを積極的に放出するものではないため、浄水材に接触する菌等に対してしか、効果的な殺菌作用を及ぼすことができない。このため、循環系配管内などに繁殖する菌の殺菌などには、効果が期待できない。
However, in order for
また、特許文献3においては、水を主成分とした冷却液体の循環路である、導管、ポンプ、熱交換器などの管内の一部に、金属酸化物を有する部分を形成し、冷却液体を酸性に保持することにより、金属酸化物からの金属イオンの放出を促すものが開示されている。
しかしながら、金属酸化物の放出により、例えば、配管内の腐食が進み、結果として配管自体の交換が必要となるなど、コスト的には極めて高い設備となる。また、金属イオンの放出は、冷却液体の酸性のpHに依存するため、金属イオン濃度を適正に調整することが難しいという問題もある。 However, due to the release of the metal oxide, for example, corrosion in the pipe advances, and as a result, the pipe itself needs to be replaced, resulting in an extremely expensive facility. Moreover, since the release of metal ions depends on the acidic pH of the cooling liquid, there is a problem that it is difficult to adjust the metal ion concentration appropriately.
他方、金属イオンを発生させるために電極を用いる場合には、冷却水中に溶解している成分が電極表面に付着し石化する現象、所謂、スケール現象が発生する。これにより、電極の利用効率が低下する問題も生じている。 On the other hand, when an electrode is used to generate metal ions, a phenomenon that a component dissolved in cooling water adheres to the electrode surface and is petrified, a so-called scale phenomenon occurs. Thereby, the problem that the utilization efficiency of an electrode falls also has arisen.
本発明は、上述した問題を解決し、空調冷却水系、浴槽・プールなどの循環系水槽に容易に設置でき、銅イオン又は銀イオンを効率的に発生させることを可能とすると共に、電極の利用効率が高い、殺菌等用電解装置及びそれに用いる電極を提供する。また、長期に渡り安定して殺菌及び殺藻並びにスケール発生防止が可能な殺菌等用電解装置を提供する。 The present invention solves the above-described problems, can be easily installed in a circulating water tank such as an air conditioning cooling water system, a bathtub or a pool, and can efficiently generate copper ions or silver ions. An electrolysis apparatus for sterilization and the like having high efficiency and an electrode used therefor are provided. Moreover, the electrolysis apparatus for sterilization etc. which can be stably sterilized over a long period of time and can prevent algae and scale generation are provided.
請求項1に係る発明では、循環系水槽に用いられる殺菌等用電解装置の電極において、該電極は、中空管で形成されることを特徴とする。本発明において、循環系水槽とは、水槽部分のみを意味するものではなく、循環系を構成する配管等も包含するものである。
In the invention which concerns on
請求項2に係る発明では、請求項1に記載の電極において、該管の上端部にリード線を装着すると共に、該リード線の装着部を含む該管の上端部を防水性樹脂で被覆することを特徴とする。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、請求項1又は2に記載の電極において、該管の上端部は、プレス成形による平板部を形成し、該平板部にリード線を装着した圧着端子を係止具で固定することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electrode according to the first or second aspect, the upper end portion of the tube forms a flat plate portion by press molding, and a crimp terminal having a lead wire attached to the flat plate portion is used as a locking tool. It is fixed by.
請求項4に係る発明では、請求項2又は3に記載の電極において、該管の下端部は、防水性樹脂で封止又は弾性樹脂で被覆されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項5に係る発明では、請求項1乃至4のいずれかに記載の電極において、該電極は、陽電極の場合は銅又は銀、陰電極の場合は鉄、ステンレス、ハステロイ、チタン合金又は炭素で形成されていることを特徴とする。
In the invention according to
請求項6に係る発明では、請求項1乃至5のいずれかに記載の電極を陽電極として用いた殺菌等用電解装置において、陰電極と、電源手段と、該電源手段の一部の電気を蓄積するための蓄電手段と、該電源手段と該蓄電手段との電力を利用し、該陽電極及び該陰電極への通電状態を制御するための通電制御手段とを有することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the electrolysis apparatus for sterilization using the electrode according to any one of the first to fifth aspects as a positive electrode, the negative electrode, the power supply means, and a part of electricity of the power supply means are supplied. Power storage means for storing, and power supply control means for controlling the power supply state to the positive electrode and the negative electrode using the power of the power supply means and the power storage means.
請求項7に係る発明では、請求項6に記載の殺菌等用電解装置において、該電源手段は、太陽光発電装置、風力発電装置、又は商用電源を用いることを特徴とする。
The invention according to
請求項8に係る発明では、請求項6又は7に記載の殺菌等用電解装置において、該通電制御手段は、該陽電極及び該陰電極の各電極表面を洗浄するため、各電極に対する通電極性を切換える通電状態を含むことを特徴とする。
In the invention according to
請求項9に係る発明では、請求項6乃至8のいずれかに記載の殺菌等用電解装置において、該通電制御手段は、銅イオン又は銀イオンの濃度が0.8ppm以下となるように通電状態を制御することを特徴とする。
In the invention according to claim 9, in the electrolysis apparatus for sterilization according to any one of
請求項10に係る発明では、循環系水槽に用いられる殺菌等用電解装置において、シリカ、アルミナを含む粒状セラミックスを用いた活水器を循環系水槽の一部に配置していることを特徴とする。
In the invention which concerns on
請求項11に係る発明では、請求項10に記載の殺菌等用電解装置において、該活水器を、殺菌等用電解装置に流入する水の上流側に、該殺菌等用電解装置に近接して配置することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the electrolytic device for sterilization according to the tenth aspect, the active water device is disposed upstream of the water flowing into the electrolytic device for sterilization, close to the electrolytic device for sterilization. It is characterized by arranging.
請求項12に係る発明では、請求項10又は11に記載の殺菌等用電解装置において、殺菌等用電解装置の電極は、中空管又は棒状の電極で形成されることを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the sterilization electrolysis apparatus according to the tenth or eleventh aspect, the electrode of the sterilization electrolysis apparatus is formed of a hollow tube or a rod-shaped electrode.
請求項13に係る発明では、請求項10乃至12のいずれかに記載の殺菌等用電解装置において、殺菌等用電解装置の電極は、陽電極の場合は銅又は銀、陰電極の場合は鉄、ステンレス、ハステロイ、チタン合金又は炭素で形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項14に係る発明では、請求項10乃至13のいずれかに記載の殺菌等用電解装置において、陰電極と、電源手段と、該電源手段の一部の電気を蓄積するための蓄電手段と、該電源手段と該蓄電手段との電力を利用し、該陽電極及び該陰電極への通電状態を制御するための通電制御手段とを有することを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the electrolysis apparatus for sterilization according to any one of the tenth to thirteenth aspects, a negative electrode, a power supply means, and a power storage means for accumulating a part of electricity of the power supply means, And an energization control means for controlling the energization state of the positive electrode and the negative electrode by using the electric power of the power source means and the power storage means.
請求項15に係る発明では、請求項14に記載の殺菌等用電解装置において、該電源手段は、太陽光発電装置、風力発電装置、又は商用電源を用いることを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the sterilization electrolysis apparatus according to the fourteenth aspect, the power source means uses a solar power generation device, a wind power generation device, or a commercial power source.
請求項16に係る発明では、請求項14又は15に記載の殺菌等用電解装置において、該通電制御手段は、該陽電極及び該陰電極の各電極表面を洗浄するため、各電極に対する通電極性を切換える通電状態を含むことを特徴とする。
The invention according to
請求項17に係る発明では、請求項14乃至16のいずれかに記載の殺菌等用電解装置において、該通電制御手段は、銅イオン又は銀イオンの濃度が0.8ppm以下となるように通電状態を制御することを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明により、電極を中空管で形成するため、電極全体に渡り均質に腐食が進行し、電極の利用効率が格段に向上する。しかも、使用途中で腐食により電極の一部が脱落し、水槽や循環系配管、循環ポンプなどの内部に電極の破片が入り込み、人体や機器を損傷する危険性を抑制し、安全性にも優れた殺菌等用電解装置の電極を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the electrode is formed of a hollow tube, corrosion progresses uniformly over the entire electrode, and the utilization efficiency of the electrode is remarkably improved. In addition, some of the electrodes fall off due to corrosion during use, and electrode fragments can enter the water tank, circulation system piping, circulation pump, etc., reducing the risk of damaging human bodies and equipment, and are also excellent in safety. It is possible to provide an electrode for an electrolysis apparatus for sterilization.
請求項2に係る発明により、電極に対するリード線の装着部を含むように、電極の上端部を防水性樹脂で被覆することで、該装着部への浸水を防止し、電極を保持する上で不可欠な上記装着部での電極の腐食の進行を抑制することが可能となる。 According to the second aspect of the invention, the upper end of the electrode is covered with a waterproof resin so as to include the mounting portion of the lead wire with respect to the electrode, thereby preventing water from entering the mounting portion and holding the electrode. It becomes possible to suppress the progress of corrosion of the electrode at the indispensable mounting portion.
請求項3に係る発明により、電極を形成する管の上端部をプレス成形により平板部とするため、該平板部にリード線を装着した圧着端子を、係止具により簡単かつ強固に固定でき、しかも、平板部が管を密閉構造とするのを補助するため、請求項2に係る発明の防水性樹脂の防水効果をより一層向上させることが可能となる。
According to the invention according to
請求項4に係る発明により、電極を形成する管の下端部を防水性樹脂で封止又は弾性樹脂で被覆している。これにより、防水性樹脂による封止の場合には、請求項2の構造と相まって管を密閉構造とし、管内への浸水を防止するため、管内の空気により電極自体に浮力を与え、電極の保持に係る負担を軽減することが可能となる。しかも、電極の腐食の進行は、初期には管の外側のみから進行し、より長期に渡り電極の形状を保持することが可能となる。
また、管の下端部を弾性樹脂で被覆することにより、水流などで電極が移動し、水槽の内壁や循環系配管等の内壁に、電極の下端部が衝突した場合でも、内壁の破損を抑制することが可能となる。
According to the invention of
In addition, by covering the lower end of the tube with elastic resin, the electrode moves due to water flow, etc., and even if the lower end of the electrode collides with the inner wall of the water tank or the circulation system piping, the inner wall is prevented from being damaged. It becomes possible to do.
請求項5に係る発明により、電極は、陽電極の場合は銅又は銀、陰電極の場合は鉄、ステンレス、ハステロイ、チタン合金又は炭素で形成されているため、殺菌等の効果を長期的に安定して提供することが可能となる。特に、銅金属に無酸素銅を用いる場合には、無酸素銅が電気伝導性に優れ、耐食性等にも優れているため、専ら電気分解による銅イオンの放出のみにより腐食が進み、電極として長期間に渡り、水中で使用することが可能となる。しかも、請求項1に記載の電極の形状と相まって、極めて長期に渡り使用することができる。さらに、陰電極にハステロイを用いる場合には、特に、電極表面での菌の繁殖等を抑制する効果が高く、より長期的に安定な電極を提供することが可能となる。
According to the invention of
請求項6に係る発明により、請求項1乃至5のいずれかに記載の電極を陽電極として用いるため、上述した請求項1乃至5に係る発明の効果を実現する殺菌等用電解装置を提供することが可能となる。また、蓄電手段を有するため、電源手段による電力の供給が停止した場合でも、安定的に電解装置を動作させることが可能となる。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electrolytic apparatus for sterilization or the like that achieves the effects of the above-described first to fifth aspects of the invention because the electrode according to any of the first to fifth aspects is used as a positive electrode. It becomes possible. In addition, since the power storage unit is provided, the electrolysis apparatus can be stably operated even when the power supply by the power source unit is stopped.
請求項7に係る発明により、電源手段に太陽光発電装置、風力発電装置、又は商用電源を用いるため、ビルの屋上や屋外に殺菌等用電解装置を設置した場合でも、電解装置に近接して電源手段を確保することが可能であり、大掛かりな給電システムが不要となる。しかも、太陽光発電や風力発電は自然エネルギーを利用するため、電気使用に係るコストを削減することが可能となる。
According to the invention according to
請求項8に係る発明により、通電制御手段は、陽電極及び陰電極の各電極表面を洗浄するため、各電極に対する通電極性を切換える通電状態を含むため、長期間に渡り安定して電極を動作させることが可能となる。 According to the eighth aspect of the present invention, the energization control means includes an energization state in which the energization polarity for each electrode is switched in order to clean each electrode surface of the positive electrode and the negative electrode. It becomes possible to operate.
請求項9に係る発明により、通電制御手段は、銅イオン又は銀イオンの濃度が0.8ppm以下となるように通電状態を制御するため、水中での菌や藻の繁殖等を効果的に抑制することが可能となる。 According to the invention of claim 9, the energization control means controls the energization state so that the concentration of copper ions or silver ions is 0.8 ppm or less, and thus effectively suppresses the growth of bacteria and algae in water. It becomes possible to do.
請求項10に係る発明により、シリカ、アルミナを含む粒状セラミックスを用いた活水器を循環系水槽の一部に配置していため、冷却水中に溶解している成分が電極表面に付着し石化するスケール現象を防止することが可能となり、電気分解の効率を低下させることなく、長期間に渡り安定して電極を動作させることが可能となる。
According to the invention according to
請求項11に係る発明により、活水器を、殺菌等用電解装置に流入する水の上流側で、殺菌等用電解装置に近接して配置するため、活水器のスケール防止効果を効果的に電解装置の電極に及ぼすことが可能となる。 According to the eleventh aspect of the present invention, the active water device is disposed on the upstream side of the water flowing into the electrolyzer for sterilization, in the vicinity of the electrolyzer for sterilization. It is possible to affect the electrodes of the device.
請求項12に係る発明では、殺菌等用電解装置の電極は、中空管又は棒状の電極で形成するため、電極形状が長い場合には中空管を利用し、電極全体の軽量化を図り、電極の保持部に掛る負荷を軽減すると共に、電極の利用効率を格段に向上することも可能となる。また、電極形状が数十cm程度と短い場合には、棒状の電極を利用し、より長期に渡り電極を動作させることも可能となる。
In the invention according to
請求項13に係る発明により、殺菌等用電解装置の電極は、陽電極の場合は銅又は銀、陰電極の場合は鉄、ステンレス、ハステロイ、チタン合金又は炭素で形成されているため、請求項5に記載の効果と同様に、殺菌等の効果を長期的に安定して提供することが可能となる。
According to the invention of
請求項14に係る発明により、上述した請求項10乃至13に係る発明の効果を実現する殺菌等用電解装置を提供することが可能となると共に、蓄電手段を有するため、電源手段による電力の供給が停止した場合でも、安定的に電解装置を動作させることが可能となる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to provide an electrolysis apparatus for sterilization that achieves the effects of the above-described tenth to thirteenth aspects of the present invention. Even when the operation stops, the electrolysis apparatus can be stably operated.
請求項15に係る発明により、殺菌等用電解装置の電源手段は、太陽光発電装置、風力発電装置、又は商用電源を用いるため、上述した請求項7に係る発明の効果と同様に、大掛かりな給電システムが不要となり、電気使用に係るコストを削減することも可能となる。
According to the invention of
請求項16に係る発明により、通電制御手段は、陽電極及び陰電極の各電極表面を洗浄するため、各電極に対する通電極性を切換える通電状態を含むため、長期間に渡り安定して電極を動作させることが可能となる。しかも、活水器のスケール防止効果とも相まって、長期渡りメンテナンスフリーで電解装置を動作させることも可能となる。
According to the invention of
請求項17に係る発明により、通電制御手段は、銅イオン又は銀イオンの濃度が0.8ppm以下となるように通電状態を制御するため、水中での菌や藻の繁殖等を効果的に抑制することが可能となる。
According to the invention of
本発明に係る殺菌等用電解装置及びそれに用いる電極について、以下に詳細に説明する。
図1(a)は、本発明に係る電極1の構造を示す断面図である。電極では、電極の重量を軽減させると共に、電極の表面積を十分確保するため、金属製の中空管2を利用する。中空管の断面形状は、円形が市販の材料を活用でき、コスト的にも安価に構成できるため好ましいが、これに限らず四角形状などの多角形の管を利用することも可能である。
The electrolysis apparatus for sterilization according to the present invention and the electrodes used therefor will be described in detail below.
Fig.1 (a) is sectional drawing which shows the structure of the
電極1を陽電極として用いる場合には、市販の銅管を用いるが、電極の材料は、電気伝導性に優れ、耐食性や機械的強度にも優れている無酸素銅を利用する。銅の純度は、99%以上が好ましく、純度99.9%以上であればより好ましい。銅管の径は、入手が容易な外径25mm〜30mm程度、肉厚は3mm〜5mmが好ましい。また、銀イオンについても殺菌、殺藻の効果があることが知られており、陽電極として銀管を上記銅管と同様に利用することも可能である。以下では、銅管を中心に説明する。
When the
陽電極をこのような管状にすることで、電極が減量しても、電極面積の変化率が小さいため、電圧印加時には一定の電流密度となり、付加する電圧が安定する。しかも、電解による銅イオン等の溶出が均一に進行するため、従来の棒状電極では、不均一に銅イオン等の溶出が進行し、電極銅全重量の30〜40%程度しか利用できなかったが、本発明による電極では、電極重量の90%以上の利用が可能になる。 By forming the positive electrode in such a tube shape, even if the electrode is reduced, the rate of change of the electrode area is small, so that a constant current density is obtained when a voltage is applied, and the applied voltage is stabilized. In addition, since elution of copper ions and the like by electrolysis progresses uniformly, elution of copper ions and the like progresses non-uniformly in conventional rod-shaped electrodes, and only about 30 to 40% of the total weight of electrode copper can be used. In the electrode according to the present invention, 90% or more of the electrode weight can be used.
殺菌等用電解装置に用いる陰電極には、鉄、ステンレス鋼、ハステロイ、チタン合金又は炭素を材料として利用する。特に、陰電極にハステロイを用いる場合には、ハステロイ自体が電極表面での菌の繁殖等を抑制する効果が高く、より長期的に安定な電極を提供することが可能となる。電極の形状については、陽電極のように急激な腐食が進行しないため、従来のような棒状又は板状、あるいは球状や多面体などの電極を利用することも可能であるが、陽電極と同様に管状にすることで、電極重量の軽減や電極表面積の増大が期待でき、かつ後述のように電極の浮力を得ることで、電極保持に必要な力を軽減することが可能となる。 Iron, stainless steel, hastelloy, titanium alloy, or carbon is used as the material for the negative electrode used in the electrolysis apparatus for sterilization. In particular, when Hastelloy is used for the negative electrode, Hastelloy itself is highly effective in suppressing the growth of bacteria on the electrode surface, and it becomes possible to provide a stable electrode for a longer period of time. As for the shape of the electrode, since rapid corrosion does not proceed unlike the positive electrode, it is possible to use a conventional rod-shaped or plate-shaped, spherical or polyhedral electrode, but as with the positive electrode. By making it tubular, it is possible to reduce the weight of the electrode and increase the surface area of the electrode, and by obtaining the buoyancy of the electrode as described later, it becomes possible to reduce the force necessary for holding the electrode.
電極1の長さについては、水槽の深さや、循環系配管等の電極を設置する空間の大きさに合わせて、適宜設定することが可能である。銅イオンなどの金属イオンを発生させ易くするため、電極の表面積を大きくすることが好ましく、電極の長さは、一般的に長い方が良い。しかしながら、長くなり過ぎると、水流により電極が移動し、水槽や循環系配管の内壁と電極とが、あるいは電極同士が衝突しやすくなり、これらの内壁又は電極が損傷する不具合も生じる。なお、必要に応じて、電極を水槽や配管内部の所定の位置に、絶縁性を確保しながら、支持体などを利用して固定配置することも可能である。
About the length of the
次に、管状電極2とリード線5との接続構造について説明する。
管状電極の上端部をプレス成形により、図1(a)に示すように一定の長さの平板部3とする。リード線5には圧着端子4が接続されており、平板部3と圧着端子4とを重ね合わせ、各部材に形成された開口を貫通するようにボルトなどの締結手段により、両者を密着接合する。リード線は、水中で長期間に渡り電極に電気を供給する必要があることから、水の多様な流れによりリード線が捩れても、容易に切断しないよう構成することが必要であり、例えば、複数の細線を利用した撚り線を利用することが好ましい。
Next, a connection structure between the
The upper end portion of the tubular electrode is formed into a
電極に対するリード線の装着部においては、図1(a)に示すように、ポリオレフィン樹脂などの熱収縮性のある防水性樹脂を用いて、該装着部を密着状態で被覆し、水等の浸入を防止するよう構成されている。 As shown in FIG. 1 (a), the mounting portion of the lead wire to the electrode is covered with a heat-shrinkable waterproof resin such as polyolefin resin so that water and the like enter. Is configured to prevent.
他方、管状電極の下端部においては、図1(a)のように弾性樹脂で管を被覆し、電極の先端部が水中に露出しないよう構成する。この構成により、弾性樹脂が衝撃緩和材として機能するため、水流などで電極が移動し、水槽の内壁や循環系配管等の内壁に、電極の下端部が衝突した場合でも、内壁の破損を抑制することが可能となる。 On the other hand, at the lower end of the tubular electrode, as shown in FIG. 1A, the tube is covered with an elastic resin so that the tip of the electrode is not exposed in water. With this configuration, since the elastic resin functions as an impact mitigating material, the electrode moves due to water flow, etc., and even when the lower end of the electrode collides with the inner wall of the water tank or the circulation piping, the inner wall is prevented from being damaged. It becomes possible to do.
また、図1(b)に示すように、電極の下端部を防水性樹脂で封止栓を形成し、水中に下垂した際に管内部に水が侵入しないよう構成することも可能である。このように、管内部に空気を保持することにより、電極自体に浮力を発生させ、電極保持部に掛る負担を軽減することができ、より長尺の電極を使用することも可能となる。 Further, as shown in FIG. 1B, it is also possible to form a sealing plug with a waterproof resin at the lower end of the electrode so that water does not enter the pipe when it is suspended in water. Thus, by holding air inside the tube, buoyancy can be generated in the electrode itself, the burden on the electrode holding portion can be reduced, and a longer electrode can be used.
次に、上述した電極を利用する殺菌等用電解装置について説明する。
図2は、殺菌等用電解装置の構成を示すブロック図である。電解装置では、陽電極及び陰電極に所定の電圧を印加することにより、陽電極を構成する銅材料から銅イオンを水中に溶出するよう構成されている。本発明においては、図1に示す電極を少なくとも陽電極17に用いている。
Next, an electrolysis apparatus for sterilization using the above-described electrode will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an electrolysis apparatus for sterilization and the like. The electrolysis apparatus is configured to elute copper ions into water from a copper material constituting the positive electrode by applying a predetermined voltage to the positive electrode and the negative electrode. In the present invention, the electrode shown in FIG.
電源手段としては、ビルの屋上又は屋外などに配置される水槽や循環系配管等に電解装置を設置することを考慮し、容易に電力を得る手段として、商用電源21以外にも、符号10で示すソーラーパネルなどの太陽光発電装置や風力発電装置を利用する。また、電源手段から供給される電力の一部を蓄積し、曇りや夜間又は無風状態の時でも、電解装置を稼働させることが可能なように、バッテリー11である蓄電手段が設けられている。電源制御回路12は、通電制御ユニット13に常に一定の電圧を供給可能なように、電源手段(10又は21)と蓄電手段11、及び通電制御ユニットとの間で電気的な接続を自動的に切り換えるよう構成されている。
As a power source means, in consideration of installing an electrolyzer in a water tank or a circulation system pipe arranged on the roof of the building or outdoors, as a means for easily obtaining power, in addition to the
通電制御ユニット13には、タイマー14、電流値設定手段15、及び電流(A)や電圧(V)を測定する計器16などが適宜接続されている。
タイマー14は、後述するように、所定時刻又は所定時間の通電を制御するために利用される。電流値設定手段15は、電極17,18間に流れる流量を設定するものであり、陽電極や陰電極が複数存在する場合には、各電極対毎に流れる電流量を設定可能なように構成することもできる。また、計器16は、電極17,18間の電圧や電流状態をモニターする電圧計や電流計である。計器16は、これに限らず、必要に応じて、電源手段10の発電状態、蓄電手段11の蓄電状態、更には、電源制御回路12からの給電状態をモニターするよう構成することも可能であり、このために、複数の電流計・電圧計を設置したり、各計器を切り換えて利用するなど、各種構成を付加しても良い。
The
The
また、電極の交換時期又はメンテナンス時期を使用者に示すため、通電制御ユニット13に接続される不図示の表示灯を設けることも可能である。交換時期の設定方法としては、電極に通電した電流の時間積分値は、電極の消耗量に比例しているため、電流の積分値を集計する回路を通電制御ユニット13内に組み込み、該積分値が所定量になった場合に、表示灯を点灯し、電極の交換時期を使用者に報知する制御回路を構成することも可能である。さらに、電極に通電される電流値を観測し、特定の電圧に対して電流量が所定値を下回った場合には、電極表面が汚れている可能性が高いため、そのような状態を検知した場合には、表示灯を点灯させ、使用者に電極のメンテナンス時期を報知するよう構成することも可能である。
In addition, in order to indicate to the user the replacement time or maintenance time of the electrode, it is possible to provide an indicator lamp (not shown) connected to the
本発明に係る電解装置の電極の設置位置は、循環式水槽に設置する場合には、水槽自体に設置することも可能であるが、水槽の水を循環浄化させるための循環系配管の途中や、循環系水路の途中に設置される貯水タンクなどに設置することも可能である。また、クーリングタワーなどの冷却水の場合には、熱交換器などを経由する循環系水路の途中に設置される貯水タンク内に設置する。 When installing the electrode of the electrolyzer according to the present invention in a circulating water tank, it can be installed in the water tank itself, but in the middle of the circulation system piping for circulating and purifying the water in the water tank, It can also be installed in a water storage tank installed in the middle of the circulation system waterway. In the case of cooling water such as a cooling tower, it is installed in a water storage tank that is installed in the middle of a circulation water channel that passes through a heat exchanger or the like.
図3は、クーリングタワー内の貯水タンク30内に電解装置の電極32を設置した様子を示す概略図である。貯水タンク30内の冷却水31は、導出管36によりクーラーの熱交換器(不図示)へ導出される。その後、複数の熱交換器を経て、導入管35の途中に設置される循環ポンプ34により、再び貯水タンク30内に戻される。なお、循環ポンプ34は、導入管35に限らず、導出管36側に設置することも可能である。
貯水タンク30内に設置される電極32には、図2に示すような通電制御ユニット33が接続され、電極32の通電状態が制御されている。
FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the
An energization control unit 33 as shown in FIG. 2 is connected to the
電極のサイズ及び電極間の間隔は、設置される貯水タンク30のサイズ及び形状、並びに、浄化する水の総量などに応じて適宜設定できるが、通常、保有水量が0.1〜7klである場合には、電極の外径30mm、内径20mmの無酸素銅のパイプを用いると、電極長は500mm程度であり、電極間隔は、50mm程度が好ましい。保有水量が大きくなる場合には通電電流を大きく又は通電時間を長くすることにより、水中の金属イオン濃度を調整することができる。
The size of the electrode and the interval between the electrodes can be set as appropriate according to the size and shape of the
電極間に印加する電流は、水の電気伝導度に応じて変化し、例えば、水のみの場合には、電極間隔が50mmの際に、0.4A程度が好適である。本発明においては、従来の塩素剤などの薬剤を併用する必要は無いが、仮にこのような薬剤を使用する場合には、薬剤の投入量に応じて水中の抵抗値が変化するため、電流を調整する必要がある。また、配管や水槽などを形成する材質により、例えば、鉄分などが水中に溶出している場合には、電気伝導度が高くなるため、電極間に印加する電流を制御する際に、電極間の電流量が所定値になるように、電極間の電流値及び通電時間を調整し、銅イオンを一定量発生させることが好ましい。さらに、水中の銅イオン濃度をセンサで測定し、該センサの数値が所定値を維持するように、通電制御することも可能である。 The current applied between the electrodes varies depending on the electrical conductivity of water. For example, in the case of water alone, about 0.4 A is preferable when the electrode interval is 50 mm. In the present invention, it is not necessary to use a conventional drug such as a chlorine agent. However, if such a drug is used, the resistance value in water changes depending on the amount of the drug, so that the current is changed. It needs to be adjusted. In addition, due to the material forming the pipes and water tanks, for example, when iron is eluted in water, the electrical conductivity increases, so when controlling the current applied between the electrodes, It is preferable to generate a certain amount of copper ions by adjusting the current value between the electrodes and the energization time so that the current amount becomes a predetermined value. Furthermore, it is possible to measure the copper ion concentration in the water with a sensor and to control the energization so that the numerical value of the sensor maintains a predetermined value.
次に電極の浄化方法について説明する。
長期間に渡り電極を使用する場合には、電極自体、特に陰電極に雑菌やスケールが発生・付着する場合があり、このようなスケール等は、金属イオンの発生効率を低下させる原因となる。このため、電極表面を浄化するため、電極に印加する電圧の極性を反転させ、通電極性を切換える通電状態を通電制御手段に組み込むことが好ましい。
また、このような電極浄化は、通常の金属イオンを発生させる工程の途中に、断続的に組み込むことにより、長期間に渡り安定して電極を動作させることが可能となる。
さらに、ハステロイなどのような、電極表面での菌の繁殖等を抑制する効果が高い材料を電極に用い、上記電極の浄化方法を併用することで、電極表面のスケール等の発生を、より効果的に防止することができる。
Next, an electrode purification method will be described.
When an electrode is used for a long period of time, germs and scales may be generated and attached to the electrode itself, particularly the negative electrode, and such a scale or the like causes a reduction in the generation efficiency of metal ions. For this reason, in order to purify the electrode surface, it is preferable to incorporate an energization state in which the polarity of the voltage applied to the electrode is reversed and the energization polarity is switched into the energization control means.
In addition, such electrode purification can be stably operated over a long period of time by incorporating it intermittently in the middle of the process of generating normal metal ions.
Furthermore, by using a material that has a high effect of suppressing the growth of bacteria on the electrode surface, such as Hastelloy, for the electrode and using the above electrode purification method in combination, the generation of scale on the electrode surface is more effective. Can be prevented.
水中の銅イオンや銀イオンの濃度は、基本的には、濃度が高い方が、殺菌や殺藻効果が高くなるが、プールなどに利用する水の場合には、高濃度の金属イオンが水中に混入することは、人体に与える弊害が多くなり好ましくない。また、クーリングタワーなどにおいても、金属イオン濃度が高い場合には、溶出した金属イオンが循環系配管等の内壁に付着利用する現象も発生する。このため、金属イオンの濃度を0.8ppm以下とすることにより、上記弊害の発生を抑え、長期的かつ安定的に殺菌や殺藻作用を発揮させることが可能となる。殺菌や殺藻効果は、0.2ppm以下でも効果を発揮するが、より金属イオンの濃度が高い方が、より効果が高い。ただし、イオン濃度を0.8ppmより高い濃度にすると、配管や機器の内部に緑藻が付着する虞がある。 Basically, the higher the concentration of copper ions and silver ions in water, the higher the sterilization and algaecidal effects. However, in the case of water used for pools, high concentrations of metal ions are It is not preferable to be mixed into the water because it has a lot of harmful effects on the human body. Also in a cooling tower or the like, when the metal ion concentration is high, a phenomenon occurs in which the eluted metal ions adhere to and use on the inner wall of a circulation system pipe or the like. For this reason, by setting the concentration of metal ions to 0.8 ppm or less, it is possible to suppress the occurrence of the above-mentioned adverse effects and to exhibit sterilization and algicidal action stably over a long period of time. The bactericidal and algicidal effect is effective even at 0.2 ppm or less, but the higher the metal ion concentration, the higher the effect. However, if the ion concentration is higher than 0.8 ppm, green algae may adhere to the inside of the pipes and equipment.
次に、シリカ、アルミナを含む粒状セラミックスを用いた活水器を組合わせた殺菌等用電解装置について説明する。
活水器としては、以下の特許文献4にも開示されているように、シリカ、アルミナを含む粒状セラミックスを水流を利用して、互いに衝突させ、その衝突の際におけるペルチェ効果等を含む電磁気作用により水を改質するものである。この活水器を利用することにより、冷却水中に溶解している成分が電極表面に付着し石化するスケール現象を防止することが可能となり、電気分解の効率を低下させることなく、長期間に渡り安定して電極を動作させることが可能となる。
As disclosed in the following
活水器40と電解装置41との配置図を図4に示す。図4(a)は、配管42の途中に、水流の上流側に活水器40を配置し、それに隣接して電解装置41を直列に配置したものである。また、図4(b)は、配管43の途中に流量調整バルブ44を設け、配管43かえら分岐する分岐管45に活水器40及び電解装置41を直列に接続し、電解装置41から排出される水を分岐管46により再度、配管43に繋がる配管47に戻すよう構成されている。基本的には、図4(a)のように、配管を通過する全ての水に対し、活水器及び電解装置を経由するよう構成することが好ましいが、クーリングタワーのように全ての水が循環して使用されているため、図4(b)のように、バルブ44を調整し、一定量の水流のみを活水器40及び電解装置41に導入するよう構成することも可能である。さらに、配管45及び46に別途、開閉バルブを設置し、該開閉バルブを閉じることにより、クーリングタワー内の水流を停止することなく、活水器及び電解装置のメンテナンスを行うことも可能となる。
A layout diagram of the
図5は、活水器の例を示しており、図5(a)は、横方向の配管の途中に導入される活水器であり、図5(b)は縦方向の配管に導入される活水器を示している。
図5(a)では、導入管50に接続される内管52と、該内管52を取り囲む外管54、及び該内管52と該外管54との間に挟まれる空間に対し外管54の下方で連結した導出管55から構成される流路に従い、矢印のように水が流れるよう構成されている。そして、内管52の上下には、水流を妨げず、中に配置された粒状セラミックス56が流出しないように、網又は多数の細孔を有するプレート51,53が配置されている。
FIG. 5 shows an example of a water heater, FIG. 5 (a) is a water heater introduced in the middle of a horizontal pipe, and FIG. 5 (b) is a live water introduced into a vertical pipe. Shows the vessel.
In FIG. 5A, the outer tube is connected to the
図5(b)では、導入管60、円筒管63及び導出管65から構成される流路に従い、矢印のように水が流れるよう構成されている。そして、円筒管63の上下部には、水流を妨げず、中に配置された粒状セラミックス64が流出しないように、網又は多数の細孔を有するプレート61,62が配置されている。
In FIG. 5 (b), water is configured to flow as indicated by arrows in accordance with a flow path including an
図6には、活水器に接続される電解装置の構成を示す概略断面図である。図6(a)及び(b)は、共に、図4(b)の装置配置図に適用される電解装置を示しているが、各電解装置の導入口70又は80の位置を装置の横方向に調整することにより、図4(a)の横方向の配管にも利用することが可能であることは言うまでもない。
In FIG. 6, it is a schematic sectional drawing which shows the structure of the electrolyzer connected to a water heater. 6 (a) and 6 (b) both show an electrolysis apparatus applied to the apparatus layout diagram of FIG. 4 (b). The position of the
図6(a)では、導入口70から入った水流は、装置内部の仕切り71内を上昇し、仕切り71の上部から容器壁75に沿って下降し、導出口77から容器外に排出される。仕切り71の内側には、金属イオンを発生する陽電極73及び陰電極72が、容器壁75に設置固定されて、配置されている。水流が激しい場合には、各電極72,73が水流により振動するため、電極固定部付近の金属疲労を生じ易くなる。このため、電極の振動を抑制すると共に、水流の流れを妨げないように、電極保持手段74を電極の先端付近に配置することも可能である。さらに、76は、電気分解等により発生するガスを排出するためのエアー抜き弁を示している。
In FIG. 6A, the water flow that has entered from the
図6(b)は、電極82,83の固定場所付近から電極の先端に向けて水流を流すよう構成したものである。具体的には、導入口80から流入した水流は、仕切り81と容器壁84との間を上昇し、電極82,83の固定場所付近から仕切り81の内側に沿って流れ、導出口86から容器外に排出される。この場合には、電極の先端部の振動は、図6(a)より少ないため、電極保持手段を設ける必要はない。また、エアー抜き弁85も同様に配置している。
FIG. 6B shows a configuration in which a water flow is caused to flow from the vicinity of the fixed place of the
活水器と組合わせる電解装置は、配管の途中に配置する関係からコンパクトな構成が要求され、例えば、電極の長さで300mm程度のものが利用される。このため、電極の形状としては、上述の中空管を採用し、保持部の負担を軽減することも可能であるが、図6に示すように、水を収容する容器75,84の壁面に電極を取り付ける必要があることから、水が中空管の内部を通過して容器外に流出することを防ぐためにも、棒状の電極を利用することが好ましい。また、棒状の電極とすることにより、より長期に渡り電極を動作させることも可能となる。 The electrolytic apparatus combined with the water heater is required to have a compact configuration because of the arrangement in the middle of the piping. For example, an electrode having a length of about 300 mm is used. For this reason, as the shape of the electrode, it is possible to reduce the burden on the holding portion by adopting the hollow tube described above, but as shown in FIG. Since it is necessary to attach an electrode, it is preferable to use a rod-shaped electrode in order to prevent water from flowing out of the container through the inside of the hollow tube. In addition, by using a rod-shaped electrode, it is possible to operate the electrode for a longer period of time.
図6に利用される電極の種類としては、上述したように、陽電極の場合は銅又は銀、陰電極の場合は鉄、ステンレス、ハステロイ、チタン合金又は炭素で形成することが可能である。
また、電解装置の電源手段として、上述のように、太陽光発電装置、風力発電装置、又は商用電源が利用でき、必要に応じて、蓄電手段を組合わせることも可能である。
As described above, the electrode used in FIG. 6 can be formed of copper or silver in the case of the positive electrode and iron, stainless steel, hastelloy, titanium alloy or carbon in the case of the negative electrode.
In addition, as described above, a solar power generation device, a wind power generation device, or a commercial power source can be used as the power supply means of the electrolysis apparatus, and a power storage means can be combined as necessary.
さらに、活水器と組合わせる電解装置には、上述した通電制御手段を利用することが可能であり、特に、陽電極及び陰電極の各電極表面を洗浄するため、各電極に対する通電極性を切換える通電状態を制御手段に組み込むことにより、活水器のスケール防止効果とも相まって、長期渡りメンテナンスフリーで電解装置を動作させることも可能となる。 Furthermore, the above-described energization control means can be used in the electrolysis apparatus combined with the water heater, and in particular, the energization polarity for each electrode is switched in order to clean the electrode surfaces of the positive electrode and the negative electrode. By incorporating the energized state into the control means, it is possible to operate the electrolyzer without maintenance over a long period, coupled with the scale prevention effect of the water heater.
活水器と電解装置を組合わせる場合においても、銅イオン又は銀イオンの濃度が0.8ppm以下となるように、電解装置の通電状態を制御することにより、水中での菌や藻の繁殖等を効果的に抑制することが可能となる。 Even in the case of combining an active water device and an electrolyzer, by controlling the energization state of the electrolyzer so that the concentration of copper ions or silver ions is 0.8 ppm or less, it is possible to propagate bacteria and algae in water. It becomes possible to suppress effectively.
(実験例)
次に、本発明に係る殺菌等用電解装置を、実際のクーリングタワーに利用した場合の実験例について説明する。
陽電極として、無酸素銅(純度99.9%,製品名:脱酸銅,住友金属工業(株)製)を外径30mm、肉厚5mm、長さ500mmに加工し、端部から50mmをプレス成形し平板部を形成すると共に、リード線を接続した圧着端子を固定した。さらに、平板部及び圧着端子を含むリード線の装着部を、ポリオレフィン樹脂で被覆した。
(Experimental example)
Next, an experimental example in which the electrolysis apparatus for sterilization according to the present invention is used in an actual cooling tower will be described.
As a positive electrode, oxygen-free copper (purity 99.9%, product name: deoxidized copper, manufactured by Sumitomo Metal Industries, Ltd.) is processed into an outer diameter of 30 mm, a thickness of 5 mm, and a length of 500 mm, and 50 mm from the end. The flat plate portion was formed by press molding, and the crimp terminal to which the lead wire was connected was fixed. Furthermore, the lead wire mounting portion including the flat plate portion and the crimp terminal was covered with a polyolefin resin.
陰極については、外径10mm、長さ500mmのステンレス棒(製品名:SUS304,住友金属工業(株)製)を利用し、各々の先端部にリード線を接続した。 For the cathode, a stainless steel rod (product name: SUS304, manufactured by Sumitomo Metal Industries, Ltd.) having an outer diameter of 10 mm and a length of 500 mm was used, and a lead wire was connected to each tip.
クーリングタワーは、2.08kl(宮崎県綾町内に設置。以下、「クーリングタワーA」という。)と、3.6kl(宮崎県綾町内に設置。以下、「クーリングタワーB」という。)の2種類に対して、各実験を行った。
各クーリングタワーの貯水タンクに上記陽電極と陰電極とを電極間隔50mmで配置し、電源にAC100Vの商用電源を使用し、電極間の印加電圧は、24V、初期通電時の電流は0.4Aとした。
The cooling tower is 2.08 kl (installed in Aya-cho, Miyazaki Prefecture, hereinafter referred to as “Cooling Tower A”) and 3.6 kl (installed in Aya-cho, Miyazaki Prefecture, hereinafter referred to as “Cooling Tower B”). Each experiment was conducted.
The positive electrode and the negative electrode are arranged in a water storage tank of each cooling tower with an electrode interval of 50 mm, a commercial power source of AC 100 V is used as a power source, the applied voltage between the electrodes is 24 V, and the current during initial energization is 0.4 A. did.
クーリングタワーAでは、通電時間180分、休止時間60分を交互に繰り返し、他方、クーリングタワーBでは、通電時間360分、休止時間60分を交互に繰り返した。
クーリングタワーAにおいては、実験開始から30日まで、クーリングタワーBにおいては20日まで、水中に菌や藻の発生は確認されなかった。ただし、クーリングタワーAにおいては60日経過後、クーリングタワーBにおいては30日経過後、電極表面にスケールが生じているの確認された。この時点における電流量は、0.2〜0.25Aに減少していた。
In the cooling tower A, the energization time 180 minutes and the
In the cooling tower A, generation | occurrence | production of the microbe and algae was not confirmed by 30 days from the start of experiment, and in the cooling tower B until 20th. However, it was confirmed that the scale was generated on the electrode surface after 60 days in the cooling tower A and after 30 days in the cooling tower B. The amount of current at this time decreased to 0.2 to 0.25 A.
また、クーリングタワーA及びBにおいて、本発明の殺菌等用電解装置を用いず、有機塩素剤(製品名:パラエース,矢切薬品(株)製)を1.0mg/l投与した場合には、7日で水中に菌や藻が発生し始めており、本発明の電解装置により、効果的に殺菌及び殺藻が行われていることとが、確認された。 In addition, in the cooling towers A and B, when the organic chlorinating agent (product name: Paraace, manufactured by Yagiri Pharmaceutical Co., Ltd.) is administered at 1.0 mg / l without using the sterilizing electrolytic apparatus of the present invention, 7 It was confirmed that fungi and algae began to be generated in water in the day, and that the sterilization and algae killing were effectively performed by the electrolysis apparatus of the present invention.
次に、陰電極をステンレス棒に替えて、炭素棒(製品名:CZ−HE1,松下電器産業(株)製)、ハステロイ(製品名:C−22,ヘインズ社製)、チタン合金(JIS H4657,住友金属工業(株)製)に変更した場合には、クーリングタワーAにおいて、炭素棒は30日経過後、ハステロイは90日経過後、チタン合金は60日経過後に、電極表面にスケールが発生しており、陰電極の材料としては、ハステロイ、チタン合金、ステンレス、炭素の順で使用が好まし材料であることが確認された。 Next, the negative electrode is replaced with a stainless steel rod, carbon rod (product name: CZ-HE1, manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.), Hastelloy (product name: C-22, manufactured by Haynes), titanium alloy (JIS H4657). , Manufactured by Sumitomo Metal Industries Co., Ltd.) In the cooling tower A, the carbon rod has scaled on the electrode surface after 30 days, Hastelloy after 90 days, and titanium alloy after 60 days. As the material of the negative electrode, it has been confirmed that it is preferable to use Hastelloy, titanium alloy, stainless steel, and carbon in this order.
また、陰電極に炭素棒を利用し、クーリングタワーAにおいて、休止時間中の60分間、電極に対して極性を逆向きとして24Vの電圧を印加した。これを、各休止時間毎に行った。この結果、電極表面にスケールが発生するのが実験開始より90日経過後となり、電極の浄化作用が有効に機能していることが確認された。 In addition, a carbon rod was used as the negative electrode, and in the cooling tower A, a voltage of 24 V was applied with the polarity reversed to the electrode for 60 minutes during the rest period. This was done at each pause time. As a result, the scale was generated on the electrode surface after 90 days from the start of the experiment, and it was confirmed that the electrode purification function was functioning effectively.
次に、クーリングタワーAを利用し、図4(b)に示すように、循環系配管の一部を分岐し、活水器(製品名:ノンケミカル,日本治水(株)製)と電解装置を直列に配置した。電解装置の電極には、陽電極として、無酸素銅(純度99.9%,製品名:脱酸銅,住友金属工業(株)製)を外径20mm、長さ300mmと、陰極として、外径5mm、長さ300mmのステンレス棒(製品名:SUS304,住友金属工業(株)製)を利用し、各々の先端部にリード線を接続した。 Next, using cooling tower A, as shown in FIG. 4 (b), a part of the circulation system piping is branched, and a water heater (product name: non-chemical, manufactured by Nipponjisui Co., Ltd.) and an electrolyzer are connected in series. Arranged. As an electrode for the electrolyzer, oxygen-free copper (purity 99.9%, product name: deoxidized copper, manufactured by Sumitomo Metal Industries Co., Ltd.) is used as an anode. A stainless steel rod (product name: SUS304, manufactured by Sumitomo Metal Industries, Ltd.) having a diameter of 5 mm and a length of 300 mm was used, and a lead wire was connected to each tip portion.
陽電極と陰電極とを電極間隔50mmで配置し、電源にAC100Vの商用電源を使用し、電極間の印加電圧は、24V、初期通電時の電流は0.4Aとした。通電は、通電時間180分、休止時間60分を交互に繰り返した。この結果、実験開始から60日まで、水中に菌や藻の発生は確認されず、90日経過後に電極表面にスケールが発生していた。さらに、休止時間中の60分間、電極に対して極性を逆向きとして24Vの電圧を印加し、これを各休止時間毎に行った。その結果、120日経過後でも電極表面にスケールの発生は確認されなかった。
これにより、活水器を組合わせた電解装置においては、極めて長期に渡り安定して殺菌及び殺藻並びにスケール発生防止が行われていることとが理解される。
The positive electrode and the negative electrode were arranged with an electrode interval of 50 mm, a commercial power supply of AC 100 V was used as the power source, the applied voltage between the electrodes was 24 V, and the current during initial energization was 0.4 A. The energization was repeated alternately with an energization time of 180 minutes and a rest time of 60 minutes. As a result, generation of bacteria and algae in the water was not confirmed from the start of the experiment to 60 days, and scale was generated on the electrode surface after 90 days. Furthermore, a voltage of 24 V was applied to the electrodes in the reverse direction for 60 minutes during the rest period, and this was performed for each rest period. As a result, generation of scale on the electrode surface was not confirmed even after 120 days.
As a result, it is understood that sterilization, algae killing, and scale generation prevention are stably performed for an extremely long time in an electrolysis apparatus combined with a water heater.
本発明は、上述したものに限定されるものではなく、例えば、通電制御ユニットから電極に流す電流量を所定値に維持するため、通電制御ユニットに電流安定化回路を組み込む方法など、本発明に係る技術分野において公知の技術を、上述した本発明の電極や殺菌等用電解装置に適宜組み合わせることができることは言うまでもない。また、上記実験例に示した通電時間や休止時間は、各電極の特性等を評価するするために設定した時間であり、実際のクーリングタワー等に適用する際には、クーリングタワーの容量やイオン濃度の残存時間などを考慮し、適宜設定することが可能である。さらに、休止時間を利用して電極の極性を逆向きに接続する例を示したが、逆極性時の電極から微量に次亜塩素酸が発生し、殺菌作用が補助されるため、休止時間とは別に、電極の回復処理時間として、設けることも可能である。 The present invention is not limited to the above-described one. For example, in order to maintain the amount of current flowing from the energization control unit to the electrode at a predetermined value, a method for incorporating a current stabilization circuit into the energization control unit is included in the present invention. Needless to say, a technique known in the technical field can be appropriately combined with the electrode of the present invention and the electrolysis apparatus for sterilization described above. In addition, the energizing time and the resting time shown in the above experimental example are times set for evaluating the characteristics of each electrode, and when applied to an actual cooling tower, the capacity and ion concentration of the cooling tower It can be set as appropriate in consideration of the remaining time. Furthermore, although the example of connecting the polarity of the electrode in the reverse direction using the resting time was shown, hypochlorous acid is generated in a minute amount from the electrode at the reverse polarity, and the bactericidal action is assisted. Apart from this, it is also possible to provide an electrode recovery processing time.
以上、説明したように、本発明によれば、空調冷却水系、浴槽・プールなどの循環系水槽に容易に設置でき、銅イオン又は銀イオンを効率的に発生させることを可能とすると共に、電極の利用効率が高い、殺菌等用電解装置及びそれに利用する電極を提供することが可能となる。また、長期に渡り安定して殺菌及び殺藻並びにスケール発生防止が可能な殺菌等用電解装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it can be easily installed in a circulating water tank such as an air-conditioning cooling water system and a bathtub / pool, and can efficiently generate copper ions or silver ions, and an electrode. It is possible to provide an electrolysis apparatus for sterilization and the like and an electrode used for it. Moreover, the electrolysis apparatus for sterilization etc. which can be stably sterilized over a long period of time and can prevent algae and scale generation can be provided.
1 電極
2 中空管
3 平板部
4 圧着端子
5 リード線
6 係止具
7,9 防水性樹脂
8 弾性樹脂
10 電源手段
11 蓄電手段
12 電源制御回路
13 通電制御ユニット
14 タイマー
15 電流値設定手段
16 計器
17,73,83 陽電極
18,72,82 陰電極
19,31 水
20 水槽
21 商用電源
30 貯水タンク
32 電極
34 循環ポンプ
40 活水器
41 電解装置
56,64 粒状セラミックス
76,85 エアー抜き弁
DESCRIPTION OF
Claims (17)
The electrolysis apparatus for sterilization according to any one of claims 14 to 16, wherein the energization control means controls the energization state so that the concentration of copper ions or silver ions is 0.8 ppm or less. Electrolyzer for sterilization etc.
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-
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