JP2008272744A - Fungistatic apparatus for circulating water - Google Patents

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Kinichi Ozawa
欣一 小澤
Hideo Kadoi
英夫 門井
Hiroichi Takayanagi
博一 高柳
Shigeru Osawa
成 大澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fungistatic apparatus for circulating water which can solve the problem of adverse effects of chlorine, oxygen, hydrogen or another gas electrochemically evolved from the surface of an electrode in the control of water quality of circulating water on organisms raised in a water tank in a fungistatic apparatus, for circulating water, adapted for compositive control of water quality of circulating water by inhibiting microorganism propagation and formation of a microorganism film (a biofilm or slime) in a circulating water system over a long period of time without the possibility of water contamination, preventing water in the water tank from being rendered turbid or causing bad odor, reducing the washing work of the water tank, and subjecting the water to adsorption, degradation, and denaturation of inorganic salts and an organic matter. <P>SOLUTION: The fungistatic apparatus for circulating water is characterized in that one or more electroconductive base materials disposed on each of both sides of an electroconductive base material, which is allowed to function as an anode, are allowed to function as a cathode, and an assembly of one or more electrode units, which can energize each of the electroconductive base materials, constitutes an electrode part so that the ratio of the sum of the surface area of the plurality of electroconductive base materials, which are allowed to function as the cathode, to the surface area of an electroconductive base material, which is allowed to function as the anode, is more than 1 and less than 3. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、循環する水中の生物を制菌し、水質を制御し、且つ電気分解による電極からの塩素、酸素もしくは水素ガス等の発生を抑制した循環水制菌装置に関する。   The present invention relates to a circulating water sterilization apparatus that sterilizes circulating water organisms, controls water quality, and suppresses generation of chlorine, oxygen, hydrogen gas, or the like from an electrode by electrolysis.

循環水とは、水道水やその再処理された水、海水であれば設備内に誘導される冷却水など、産業上使用される水であったり、風呂水、水槽水など、一般家庭で使用される水であったりする。さらに、一定期間にわたり上記、同一の水が循環し制御されるような水を意味している。
また、本発明に用いられる循環水及びその循環水が流れる配管等の流路を含めた全体を循環水系という。
循環水には多くの微生物が含まれ、水生生物の排泄物を栄養とし繁殖している。微生物の繁殖により循環水の濁り、悪臭が生じるため、フィルター等の物理的手段や塩素系の薬物投与等の化学的手段による循環水の浄化が必要とされていた。さらに循環水に接している壁面には微生物が付着するので循環水を交換する際に同時に壁面の洗浄を行い、大変な労力を費やしていた。
特に、循環水を用いた飼育用水槽の場合、飼育している生物によって水質を安定に維持する必要があるため、水質のチェックを行っていた。この作業においても薬剤投与、循環水の交換等、微生物由来による汚れ除去と同様に大変な経費、労力を費やしていた。
Circulating water is water used in the industry, such as tap water, reprocessed water, and cooling water that is guided into equipment if it is seawater, and is used in general households such as bath water and aquarium water. Or water. Furthermore, it means the water in which the same water is circulated and controlled over a certain period.
Moreover, the whole including the circulation water used for this invention and flow paths, such as piping through which the circulation water flows, is called a circulation water system.
Circulating water contains a lot of microorganisms, and it uses the excrement of aquatic organisms as nutrients for breeding. Because of the turbidity of the circulating water and bad odor caused by the growth of microorganisms, purification of the circulating water by a physical means such as a filter or a chemical means such as administration of a chlorinated drug has been required. Furthermore, since microorganisms adhere to the wall surface in contact with the circulating water, the wall surface was washed at the same time when the circulating water was replaced, and a great deal of labor was spent.
In particular, in the case of a breeding aquarium using circulating water, the quality of the water needs to be stably maintained by the organisms being bred, so the water quality is checked. In this operation as well, as with the removal of dirt caused by microorganisms, such as drug administration and circulating water exchange, a great amount of cost and labor were spent.

上記問題を解決して循環水系の水質を維持するために、従来、特開2003−52275号公報に示されるように、飼育している生物にとって有害な窒素化合物を分解するとともに、殺菌性を有する塩素化学物質を発生させて水槽中の微生物の繁殖を抑制したり、特開2003−97号公報に示されるようにpHの監視を行いながら循環水の電解で発生した殺菌性の塩素化合物による微生物の繁殖の抑制を行ったりしていた。
しかし、これらの方法は有害物質の発生による水槽中の有益な生物への影響等の懸念がある。また、特公昭63−38440号公報に開示されている発明では、電源に接続した電極にガスを発生させ短時間に強制的に炭酸カルシウム等を析出させ水質改善させる制御をおこなっていた。しかし、この方法においては発生したガスが過剰にもしくは一定の箇所に集まった場合、危険である。また、大量のガス発生によりpH等の水質変化が生じ、さらにガスが水溶液に溶解して、飼育している生物に悪影響を及ぼす可能性が懸念される。
また、電極からのガス発生を抑制するため、特開2007−7514号公報には陰極の陽極に対する電極面積比率を3倍以上にすることが開示されている。陰極の陽極に対する電極面積比率を3倍以上にすることによって、陰極での電流密度を低く抑え、陰極の電位をガス発生電位以下に保持することが出来る。しかし、陰極の陽極に対する電極面積比率を大きくすることによって、電極設置空間や装置全体が大きくなるといった問題があった。
特開2003−52275号公報 特開2003−97号公報 特公昭63−38440号公報 特開2007−7514公報
In order to solve the above problems and maintain the water quality of the circulating water system, conventionally, as disclosed in JP-A-2003-52275, it decomposes nitrogen compounds harmful to living organisms and has bactericidal properties. Microorganisms caused by germicidal chlorine compounds generated by electrolysis of circulating water while generating chlorine chemicals to suppress the growth of microorganisms in the water tank or monitoring pH as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-97 Or restrained breeding.
However, these methods have concerns such as the effects on harmful organisms in the aquarium due to the generation of harmful substances. In the invention disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 63-38440, gas is generated at an electrode connected to a power source to forcibly precipitate calcium carbonate or the like in a short time to improve water quality. However, in this method, if the generated gas is excessive or collected at a certain location, it is dangerous. Moreover, water quality changes such as pH occur due to the generation of a large amount of gas, and there is a concern that the gas may be dissolved in an aqueous solution and adversely affect living organisms.
In order to suppress gas generation from the electrode, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-7514 discloses that the electrode area ratio of the cathode to the anode is tripled or more. By making the electrode area ratio of the cathode to the anode 3 times or more, the current density at the cathode can be kept low, and the cathode potential can be kept below the gas generation potential. However, increasing the electrode area ratio of the cathode to the anode has a problem of increasing the electrode installation space and the entire apparatus.
JP 2003-52275 A Japanese Patent Laid-Open No. 2003-97 Japanese Examined Patent Publication No. 63-38440 JP 2007-7514 A

本発明は、循環水制菌装置において、水質汚染の懸念が無く、長期間に渡り循環水系の微生物繁殖及び微生物皮膜(バイオフィルムまたはヌメリ)形成を抑制すると共に、水槽中の水質の濁り、悪臭を防止し、水槽のこれらの洗浄作業の低減や、水質としての無機塩濃度や有機物を吸着、分解、変性することにより複合的に循環水の水質を制御でき、且つ、その制御時電気化学的に電極表面から発生する塩素、酸素、水素ガス等を抑制し、pH等の水質変化を制御する循環水制菌装置を課題とする。また、陰極の陽極に対する面積比率を1を超え3未満にすることにより、電極設置空間や装置全体を過度に大きくしないことを課題とする。   In the circulating water control apparatus, there is no concern about water pollution, and microbial growth and microbial film (biofilm or slime) formation in the circulating water system is suppressed over a long period of time, and the water quality in the aquarium is turbid and bad odor. The water quality of the circulating water can be controlled in a complex manner by reducing these washing operations of the aquarium, and adsorbing, decomposing, and modifying the inorganic salt concentration and organic matter as water quality. Another object of the present invention is to provide a circulating water sterilization apparatus that controls chlorine, oxygen, hydrogen gas, etc. generated from the electrode surface and controls water quality changes such as pH. Another object of the present invention is to prevent the electrode installation space and the entire apparatus from becoming excessively large by setting the area ratio of the cathode to the anode to be greater than 1 and less than 3.

本発明は、複数の導電性基材を積層して成る電極部を有し、該導電性基材から成る陽極と陰極間に通電し、電気化学反応により陽極表面で直接/間接接触により該陽極表面近傍に存在する微生物を制菌し、循環水を処理する循環水制菌装置であって、陽極として作用させる1枚の導電性基材の両側に配置させたそれぞれ少なくとも1枚以上の導電性基材を陰極として作用させる電極ユニットの1つ以上の集合体で電極部を成していることを特徴とする循環水制菌装置を第1の要旨とし、前記電極ユニットにおいて、陽極として作用させる1枚の導電性基材の両側に配置させたそれぞれ少なくとも1枚以上の導電性基材を陰極として作用させると共に、前記陽極として作用させる1枚の導電性基材の表面積に対する前記陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率が1を超え3未満となるように、前記各導電性基材に選択的に通電可能であることを特徴とする請求項1記載の循環水制菌装置を第2の要旨とし、前記電極ユニットにおいて、少なくとも前記陰極として作用させる導電性基材は、開口径がその板厚より大きい複数の開口を有することを特徴とする請求項1乃至2記載の循環水制菌装置を第3の要旨とし、前記電極ユニットにおいて、前記陽極は、表面の一部又は全部が、少なくとも白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、マンガン、コバルト、スズ、アンチモンの酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物の中から選ばれた1つを含む導電性基材から成り、且つ、前記陰極は、表面の一部又は全部が、少なくとも銅、亜鉛、スズ、鉛、ニッケル、チタン、チタン合金、ステンレス鋼のいずれかからなる導電性基材であることを特徴とする請求項1乃至3記載の循環水制菌装置を第4の要旨とし、前記電極部を構成する複数の導電性基材において、陽極として作用させる導電性基材を一定時間毎に変更し、選択的に通電可能であることを特徴とする請求項1乃至4記載の循環水制菌装置を第5の要旨とし、前記電極部を構成する複数の導電性基材において、陽極として作用させる導電性基材への電圧と電流を計測し、異常があった場合には、通電を停止し、別の導電性基材を陽極として作用させる様、選択的に通電可能であることを特徴とする請求項1乃至5記載の循環水制菌装置を第6の要旨とする。 The present invention has an electrode portion formed by laminating a plurality of conductive base materials, energized between the anode and the cathode made of the conductive base material, and the anode by direct / indirect contact on the anode surface by an electrochemical reaction. A circulating water sterilization apparatus that sterilizes microorganisms existing in the vicinity of a surface and treats circulating water, and has at least one conductive element disposed on both sides of one conductive base material that acts as an anode. A circulating water control apparatus characterized in that an electrode unit is formed by one or more aggregates of electrode units that act as a cathode as a base material, and the electrode unit serves as an anode in the electrode unit. At least one or more conductive substrates arranged on both sides of one conductive substrate act as a cathode, and act as the cathode for the surface area of one conductive substrate that acts as the anode. Duplicate The circulating water-control bacterium according to claim 1, wherein each conductive substrate can be selectively energized so that the ratio of the sum of the surface areas of the conductive substrates exceeds 1 and is less than 3. 3. The apparatus according to claim 1, wherein the device is a second gist and the conductive base material that acts as at least the cathode in the electrode unit has a plurality of openings whose opening diameter is larger than the plate thickness. In the electrode unit, in the electrode unit, a part or all of a surface of the anode is at least platinum, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, titanium, zirconium, niobium, tantalum, manganese, A conductive substrate comprising a single metal oxide selected from oxides of cobalt, tin and antimony or one selected from mixed metal oxides or composite metal oxides; and 2. The cathode according to claim 1, wherein a part or all of a surface of the cathode is a conductive substrate made of at least one of copper, zinc, tin, lead, nickel, titanium, titanium alloy, and stainless steel. The fourth aspect of the circulating water control apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the plurality of conductive base materials constituting the electrode portion, the conductive base material that acts as an anode is changed at regular intervals and selectively energized. The circulating water control apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the circulating water control apparatus according to claim 1 is a fifth aspect, wherein the plurality of conductive base materials constituting the electrode section are made to act as anodes. The current and voltage are measured, and when there is an abnormality, the energization is stopped and the energization can be selectively performed so that another conductive base material acts as an anode. The circulating water control apparatus according to 5 is a sixth aspect.

本発明に係る循環水制菌装置は、循環水系の循環水経路中の少なくともその一部に互いに短絡しないように、導電性基材から成る陽極及び陰極を配置すると共に、電源により陽極−陰極間に通電することによって、陽極及び陰極での水分解反応がなく、陽極表面における微生物の制菌効果を有する。各陽極板及び陰極板近傍に存在する微生物の制菌および水質の調整(有機の吸着/分解/変性)を行い、微生物の繁殖を抑制し、長期的に微生物皮膜(バイオフィルムまたはヌメリ)形成抑制効果が得られる。また、水分解反応を起こさないので、電気分解による陽極からの酸素ガス及び塩素ガス等の発生や、陰極からの水素ガスの発生が抑制され、これらのガスが、過剰発生したりもしくは一定の箇所に集まったり、水溶液に溶解したりすることがないため、飼育している生物に悪影響を及ぼさない。
また、循環水系の循環水経路内に存在する有機物を、陽極で酸化分解し、水の濁り、悪臭を防止し、循環水系の循環水経路での洗浄作業を低減できる。
さらに、陰極の陽極に対する面積比率を1を超え3未満にすることにより、電極設置空間や装置全体を過度に大きくしない構成とすることができる。
また、一部の陽極の断線による不具合が発生した際には、通信等による情報伝達手段によって使用者に不具合状況を知らせるとともに不具合の陽極を使用しない状態にし、他の陽極を使用して循環水制菌装置による制菌効果を維持することが可能である。
The circulating water sterilization apparatus according to the present invention includes an anode and a cathode made of a conductive base material so as not to short-circuit each other in at least a part of the circulating water path of the circulating water system, and between the anode and the cathode by a power source. By energizing, there is no water decomposition reaction at the anode and the cathode, and there is a sterilizing effect of microorganisms on the anode surface. Controls microorganisms and adjusts the water quality (adsorption / decomposition / denaturation of microorganisms) in the vicinity of each anode plate and cathode plate, suppresses the growth of microorganisms, and suppresses the formation of microorganism films (biofilm or slime) over the long term An effect is obtained. In addition, since no water splitting reaction occurs, the generation of oxygen gas and chlorine gas from the anode by electrolysis and the generation of hydrogen gas from the cathode are suppressed, and these gases may be generated excessively or at certain locations. It does not gather in the water or dissolve in the aqueous solution, so that it does not adversely affect the organisms being bred.
In addition, organic substances present in the circulating water path of the circulating water system can be oxidized and decomposed at the anode to prevent water turbidity and offensive odor, and the cleaning work in the circulating water path of the circulating water system can be reduced.
Furthermore, by setting the area ratio of the cathode to the anode to be greater than 1 and less than 3, the electrode installation space and the entire apparatus can be configured not to be excessively large.
In addition, when a malfunction occurs due to disconnection of some anodes, the user is informed of the malfunction status by means of information transmission by communication, etc., the malfunctioning anode is not used, and other anodes are used to circulate water. It is possible to maintain the antibacterial effect of the antibacterial device.

<電極部の構造>
複数の導電性基材を積層した本発明の循環水制菌装置の電極部は、陽極として作用させる1枚の導電性基材の両側に、それぞれ少なくとも他の陽極と隣り合わない1枚以上の陰極として作用させる導電性基材を配置させた電極ユニットの1つ以上の集合体となっている。この構成において、1枚の陽極板の両側にそれぞれ少なくとも1枚以上の陰極板が配置されていないと、電極間に電流が流れ難く、所望の電流を流すためには電極電位が増加し、ガスの発生が生じるといった問題がある。
また、1つの電極ユニットにおいて、陽極として作用させる1枚の導電性基材の表面積に対する、陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率が1を超え3未満となる様に構成する、もしくは、陽極として作用させる1枚の導電性基材の表面積に対する、陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率が1を超え3未満となる様に、各導電性基材に選択的に通電可能となっている。
この通電している表面積の和の比率が1以下では、所望の電流を流すためには、陰極として作用させる導電性基材の電流密度が上がり、電極電位が増加しガスの発生が生じるといった問題がある。一方、この比率が大きくなり過ぎた場合には、制菌効果を発現する陽極として作用させる導電性基材の表面積が電極部全体の容積に対し小さくなり過ぎることから、電極部全体の容積に対して得られる制菌効果のパフォーマンスが低下することが問題となる。
<Structure of electrode part>
The electrode part of the circulating water sterilization apparatus of the present invention in which a plurality of conductive base materials are laminated has at least one or more sheets not adjacent to at least other anodes on both sides of one conductive base material that acts as an anode. It is an aggregate of one or more electrode units having a conductive base material that acts as a cathode. In this configuration, if at least one or more cathode plates are not arranged on both sides of one anode plate, it is difficult for current to flow between the electrodes, and in order to pass a desired current, the electrode potential increases, There is a problem that the occurrence of.
Further, in one electrode unit, the ratio of the sum of the surface areas of a plurality of conductive substrates acting as cathodes to the surface area of one conductive substrate acting as an anode is more than 1 and less than 3 Or each conductive group so that the ratio of the sum of the surface areas of the plurality of conductive substrates acting as the cathode to the surface area of one conductive substrate acting as the anode is more than 1 and less than 3. The material can be selectively energized.
When the ratio of the sum of the energized surface areas is 1 or less, in order to flow a desired current, the current density of the conductive base material acting as a cathode increases, the electrode potential increases, and gas is generated. There is. On the other hand, when this ratio becomes too large, the surface area of the conductive base material that acts as an anode that develops the antibacterial effect becomes too small with respect to the volume of the entire electrode part, so The problem is that the performance of the antibacterial effect obtained in this way decreases.

陽極となす導電性基材と、陰極となす導電性基材とを交互に積層した電極部において、複数の陽極となす導電性基材と、複数の陰極となす導電性基材は、同一である必要はなく、各陽極となす導電性基材と各陰極となす導電性基材毎に、表面積、形状、材質が異なっていても良い。また、陽極となす導電性基材を陰極に、陰極となす導電性基材を陽極にして通電することも可能である。
また、陽極となす導電性基材と陰極となす導電性基材を設置する際の電極間距離は、電極同士が接触しなければよく、最大でも5mm以下で、好ましくは3mm以下が望ましい。仮に、陽極と陰極の電極間距離が5mm以上であると循環水の固有抵抗値にもよるが、制菌効果を発現する程度の通電を行うと、出力電圧は、一般的に高くなる。その結果、陽極表面電位が貴に/陰極表面電位が卑になり電気化学反応に伴う気体の発生が生じ易くなる。
例えば、水流を妨げない程度に、Oリング、非導電性の多孔体等を用いるか、非導電性の有機もしくは無機材料で専用の固定具を用いて、陽極となす導電性基材と陰極となす導電性基材が接触しないように積層することができる。
In the electrode portion in which the conductive substrate serving as the anode and the conductive substrate serving as the cathode are alternately laminated, the conductive substrate serving as the plurality of anodes and the conductive substrate serving as the plurality of cathodes are the same. There is no need, and the surface area, shape, and material may be different for each conductive base material that forms the anode and each conductive base material that forms the cathode. It is also possible to energize with the conductive substrate serving as the anode as the cathode and the conductive substrate serving as the cathode as the anode.
Further, the distance between the electrodes when the conductive base material serving as the anode and the conductive base material serving as the cathode are not in contact with each other is required, and is 5 mm or less at the maximum, preferably 3 mm or less. If the distance between the anode and the cathode is 5 mm or more, depending on the specific resistance value of the circulating water, the output voltage generally increases when energization is performed to the extent that the antibacterial effect is exhibited. As a result, the anode surface potential becomes noble and the cathode surface potential becomes base, and gas generation associated with the electrochemical reaction is likely to occur.
For example, using an O-ring, a non-conductive porous body, etc. to such an extent that the water flow is not obstructed, or using a non-conductive organic or inorganic material and a dedicated fixing tool, It can laminate | stack so that the conductive base material made may not contact.

<電極板の構造>
電極板となる導電性基材には、用途に適した種々の形状のものが存在する。板状や格子状、空孔を有するハニカム型、メッシュ型、板状に穿孔を施したもの(例えば、パンチングメタル、エキスパンドメタルもしくはラス板等)更には多孔質体等様々なものが存在する。場合によっては複合形状のものも存在する。導電性基材の空孔形状としては、網目、格子等、特に制限されない。網目、格子又は穿孔の大きさは縦寸法0.5mm〜10mm、横寸法0.5mm〜10mmが好ましい。基材面積に対する開口面積である開口率は、10〜60%が好ましい。
また、循環水の流れと電極板となる導電性基材が垂直になるよう電極部を設置する場合には、電極板の形状においてメッシュ状、パンチングメタル状、ハニカム状、繊維状、多孔質状といった循環水が通過可能である構造を採ることが必要である。
上記形状の導電性基材を用いた電極板は、水流に対して、垂直に設置し通過させることができるが、前記形状も含む、板状、波板状、エンボス加工した凹凸板状といった通過できない形状の電極板を陽極として用いる場合、電極板を水流に対して並行に設置し通過させることも可能であり、処理効率、設置箇所を考慮し適宜選択することが望ましい。
<Structure of electrode plate>
There are various shapes of conductive base materials that are suitable for applications as the electrode plate. There are various types such as a plate shape, a lattice shape, a honeycomb type having pores, a mesh type, a plate having a perforated shape (for example, a punching metal, an expanded metal or a lath plate), and a porous body. In some cases, there are composite shapes. The pore shape of the conductive substrate is not particularly limited, such as a mesh or a lattice. The size of the mesh, lattice or perforation is preferably 0.5 mm to 10 mm in the vertical dimension and 0.5 mm to 10 mm in the horizontal dimension. The opening ratio, which is the opening area relative to the substrate area, is preferably 10 to 60%.
In addition, when installing the electrode section so that the flow of the circulating water and the conductive base material that becomes the electrode plate are perpendicular, the electrode plate has a mesh shape, punching metal shape, honeycomb shape, fiber shape, porous shape. It is necessary to adopt a structure that allows circulating water to pass through.
The electrode plate using the conductive substrate of the above shape can be installed and passed vertically to the water flow, but also includes the shape, plate shape, corrugated plate shape, embossed uneven plate shape, etc. When an electrode plate having a shape that cannot be used is used as the anode, it is possible to install and pass the electrode plate in parallel with the water flow, and it is desirable to select appropriately considering the processing efficiency and the installation location.

特に、陰極として作用させる導電性基材では、開口径がその板厚より大きい複数の開口を有することで、陽極と対向する面のみならず、その反対面(裏面)も実質的に陰極としてより有効に作用させることが出来るため、電極部全体の容積を増すことなく、陽極として作用させる1枚の導電性基材の表面積に対する、陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率を増すことが出来、ガスの発生を抑制する上で有効である。
また、1枚の陽極板の両側にそれぞれ複数枚の陰極板が配置されている場合には、複数枚の陰極板の間隔と板厚の和よりも大きい開口径を有する複数の開口を陰極板に設けることで、陽極板と対向する陰極板のみならず、2枚目以降の陰極板も実質的に陰極としてより有効に作用させることが出来るため、陽極として作用させる1枚の導電性基材の表面積に対する、陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率を増すことが出来、ガスの発生を抑制する上でさらに有効である。
In particular, a conductive base material that acts as a cathode has a plurality of openings whose opening diameter is larger than the plate thickness, so that not only the face facing the anode but also the opposite face (back face) can be substantially used as a cathode. The ratio of the sum of the surface areas of a plurality of conductive substrates that act as cathodes to the surface area of a single conductive substrate that acts as an anode without increasing the overall volume of the electrode part because it can be effectively acted on. This is effective in suppressing the generation of gas.
Further, when a plurality of cathode plates are arranged on both sides of one anode plate, a plurality of openings having an opening diameter larger than the sum of the interval between the plurality of cathode plates and the plate thickness are provided. In addition to the cathode plate facing the anode plate, the second and subsequent cathode plates can be made to act more effectively as the cathode, so that one conductive base material that acts as the anode. It is possible to increase the ratio of the sum of the surface areas of the plurality of conductive base materials that act as the cathode to the surface area of the gas, which is more effective in suppressing the generation of gas.

<電極部の設置場所>
循環水系の循環経路内であれば、本発明の循環水制菌装置の電極部の設置場所は特に限定されない。制菌効果を効率よく発現させるためには、電極部の各導電性基材はできる限り循環水と接触するようにした方が好ましい。例えば、循環水に乱流を起こさせて陽極となす導電性基材及び陰極となす導電性基材と循環水の接触を増やしてもよい。また、乱流を起こさせる構造体中に本発明の電極ユニットを設置し循環水を通過させ陽極となす導電性基材及び陰極となす導電性基材への接触を増加させることも適切な手段である。
循環水系の循環経路内においては、水質に影響を及ぼす異物やごみ、排泄物が多く存在し、これらをろ過するフィルターが設置されている。このフィルターの少なくとも一部を導電性基材としたり、又はフィルターの一部に導電性基材を設置して電極としても良いし、水路内の一部に循環水と接触するように設置されればよい。さらに、本発明の循環水制菌装置は電気化学的反応を利用するものであるから、電極部を循環水の流速がある程度安定的な場所に設置することが、反応速度の均一性を向上し、希望する微生物制御や有機物の分解変性などを総合的に制御できるので好ましい。
また、単独もしくは積層した電極ユニットから成る電極を複数個並列に設置し、循環水を分岐し各電極に連続して注入してもよい。
<Installation location of electrode part>
If it is in the circulation path | route of a circulating water system, the installation place of the electrode part of the circulating water control apparatus of this invention will not be specifically limited. In order to efficiently exhibit the bactericidal effect, it is preferable that each conductive base material of the electrode portion is in contact with the circulating water as much as possible. For example, the circulated water may be turbulent to increase the contact of the circulating water with the conductive substrate serving as the anode and the conductive substrate serving as the cathode. It is also appropriate to install the electrode unit of the present invention in a structure that causes turbulent flow to increase contact with the conductive base material that serves as an anode and the negative electrode through which circulating water passes. It is.
In the circulation path of the circulating water system, there are many foreign substances, dust, and excrement that affect water quality, and a filter is installed to filter them. At least a part of the filter may be a conductive base material, or a conductive base material may be installed on a part of the filter to serve as an electrode, or a part of the water channel may be installed in contact with circulating water. That's fine. Further, since the circulating water sterilization apparatus of the present invention uses an electrochemical reaction, it is possible to improve the uniformity of the reaction rate by installing the electrode part in a place where the flow rate of the circulating water is stable to some extent. It is preferable because it can comprehensively control desired microorganism control, decomposition and modification of organic matter, and the like.
Alternatively, a plurality of electrodes composed of single or stacked electrode units may be installed in parallel, and the circulating water may be branched and injected continuously into each electrode.

<陽極導電性基材の材質>
本発明で陽極として用いる導電性基材は、表面の一部又は全部が、少なくとも白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、マンガン、コバルト、スズ、アンチモンの酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物の中から選ばれた1つを含む導電性基材であることが好ましい。
これらの導電性基材は、反応活性が穏やかなため、仮に不純物を含んだ水を用いた場合、急激な反応が生じにくい。例えば、観賞用生物用の水として水道水を用いる場合には、一般的に水道水中に含まれえる塩素をチオ硫酸ナトリウムで塩化ナトリウムや塩酸にし、毒性を低減させた後に用いる。この水をすぐに用い、活性が高い導電性基材を使用する電極槽に入れた場合、電極上で塩化ナトリウムや塩酸が反応し、塩素や次亜塩素酸になる可能性があり、この生成物により鑑賞用生物に影響を与えることが懸念されるため、反応活性が穏やかな上記導電性基材が好ましい。
金属酸化物については形成方法によっては2種類以上の金属が含まれたり、酸化物の一部が含まれたり、さらにはこれらの化合物が2種以上混合されることから、特に限定はされない。これらの金属酸化物の薄膜は、0.1μm以上の厚さの膜であればよく、最大の厚さは特に限定しないが、金属酸化物の形成方法や使用目的により適宜設定すればよい。また、分散担持させる場合においても、使用する環境により適宜選択した担持量を設定すればよい。さらに、本発明で用いる、チタン又はチタン合金よりなる基材は、海水電解用電極や酸素発生電極などを製造する際に、一般的に用いられる定法に従って、上記白金族及び/又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物を被覆したり、積層することができる。被覆及び積層する際には、上記白金族及び/又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物と基材との密着性を高める等の考慮が必要である。
電極基材表面に導電性膜を形成するに当たっては、めっき、溶射、スパッタリングやイオンプレーティングなどの方法を採用したり、分散担持させたりすることにより、基材上に白金族及び/又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物を点在させることも可能である。
また、導電性基材は、水生生物を効率よく吸着して直接または間接的に接触し、電位を付与できるものであればよく、板状、有孔板状、棒状、板網状の所望形状に加工して構造を維持する機能を有するものであれば特に限定されない。
<Material of anode conductive substrate>
The conductive substrate used as the anode in the present invention has a part or all of the surface thereof made of at least platinum, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, titanium, zirconium, niobium, tantalum, manganese, cobalt, tin, and antimony oxide. It is preferable that the conductive base material contains one selected from a selected single metal oxide, mixed metal oxide, or composite metal oxide.
Since these conductive base materials have a mild reaction activity, a sudden reaction is unlikely to occur when water containing impurities is used. For example, when tap water is used as water for ornamental organisms, it is generally used after chlorine that can be contained in tap water is changed to sodium chloride or hydrochloric acid with sodium thiosulfate to reduce toxicity. If this water is used immediately and placed in an electrode tank using a highly active conductive substrate, sodium chloride or hydrochloric acid may react on the electrode to form chlorine or hypochlorous acid. The conductive base material having a mild reaction activity is preferable because there is a concern that an object may be affected by objects.
The metal oxide is not particularly limited because two or more kinds of metals are included or a part of the oxide is included depending on the forming method, and two or more of these compounds are mixed. The metal oxide thin film may be a film having a thickness of 0.1 μm or more, and the maximum thickness is not particularly limited, but may be set as appropriate depending on the metal oxide formation method and purpose of use. Also, in the case of carrying the dispersion, the carrying amount selected as appropriate according to the environment to be used may be set. Furthermore, the base material made of titanium or titanium alloy used in the present invention is made of the above platinum group and / or metal oxide according to a commonly used method when producing an electrode for seawater electrolysis or an oxygen generating electrode. The selected single metal oxide, mixed metal oxide or composite metal oxide can be coated or laminated. When coating and laminating, it is necessary to consider such as improving the adhesion between a single metal oxide, mixed metal oxide or composite metal oxide selected from the above platinum group and / or metal oxide and the substrate. It is.
In forming a conductive film on the surface of the electrode substrate, a platinum group and / or metal oxide is formed on the substrate by adopting a method such as plating, thermal spraying, sputtering or ion plating, or by carrying it in a dispersed manner. It is also possible to intersperse a single metal oxide, mixed metal oxide or composite metal oxide selected from those.
In addition, the conductive substrate may be any material that can efficiently adsorb aquatic organisms and can directly or indirectly contact and impart a potential, and can have a plate shape, a perforated plate shape, a rod shape, or a plate network shape. It will not be specifically limited if it has the function to process and maintain a structure.

前述した導電性基材の中でも特に、チタン又はチタン合金よりなる電極基材表面に設けた導電性酸化チタン層上に金属換算に基づく35〜65モル%の酸化イリジウムと65〜35モル%の酸化タンタルとの混合酸化物を担持した導電性基材が有効である。これらの導電性基材は、電解液が海水の場合でも、塩素過電圧が酸素過電圧より低い正電位となすことができ、塩素の発生を抑制することが出来る。
分散担持する場合の一例としては、基材表面の一部又は全部に、金属換算に基づく25〜90モル%の白金と金属換算に基づく5〜65モル%の酸化イリジウムと金属換算に基づく5〜60モル%の酸化タンタルとの複合体を担持した導電性基材がある。そして、上記、白金と酸化イリジウムと酸化タンタルとの複合体の構成比を調整することで、陽極表面に直接または間接的に接触する水生生物を殺菌、またはラジカルを生成により増殖を抑制することができる。また、電解液が海水の場合には、塩素過電圧が酸素過電圧より低い正電位となるようにし、電解液が塩素化合物を含まない水の場合には、酸素過電圧が塩素過電圧より低い正電位となるように、白金と酸化イリジウムと酸化タンタルとの複合体の構成比を調整する。
Among the conductive substrates described above, in particular, 35 to 65 mol% iridium oxide and 65 to 35 mol% oxidation based on metal conversion on the conductive titanium oxide layer provided on the electrode substrate surface made of titanium or a titanium alloy. A conductive base material carrying a mixed oxide with tantalum is effective. These conductive base materials can make the chlorine overvoltage a positive potential lower than the oxygen overvoltage even when the electrolyte is seawater, and can suppress the generation of chlorine.
As an example in the case of carrying in a dispersed manner, a part or all of the substrate surface has 25 to 90 mol% platinum based on metal conversion, 5 to 65 mol% iridium oxide based on metal conversion, and 5 to 5 based on metal conversion. There is a conductive substrate carrying a composite with 60 mol% tantalum oxide. Then, by adjusting the composition ratio of the complex of platinum, iridium oxide, and tantalum oxide, it is possible to sterilize aquatic organisms that directly or indirectly contact the anode surface, or to suppress growth by generating radicals. it can. When the electrolyte is seawater, the chlorine overvoltage is set to a positive potential lower than the oxygen overvoltage, and when the electrolyte is water not containing a chlorine compound, the oxygen overvoltage is set to a positive potential lower than the chlorine overvoltage. Thus, the composition ratio of the composite of platinum, iridium oxide, and tantalum oxide is adjusted.

上記の導電性基材に、生物の細胞と電極との電子移動反応を促進する作用を有する特定の化合物を添加してもよい。すなわち、微生物と電極との電子移動を媒介する電子メディエータを導電性材料と共に使用することによって、より効率的に水生生物の殺菌を行うことができる。電子メディエータの例としては、フェロセン、フェロセンモノカルボン酸、フェロセンジカルボン酸または、〔(トリメチルアミン)メチル〕フェロセン等のフェロセンおよびその誘導体、HFe(CN)、KFe(CN)、NaFe(CN)等のフェロシアン類、2,6−ジクロロフェノールインドール、フェナンジンメトサルフェート、ベンゾキノン、フタロシアニン、ブリリアントクレジルブルー、カロシアニン、レゾルシン、チオニン、N,N−ジメチル−ジスルフォネイティド・チオニン、ニューメチレンブルー、トブシンブルーO、サフラニン−O、2,6−ジクロロフェノールインドフェノール、ベンジルビオロゲン、アリザリンブリリアントブルー、フェノシアジノン、フェナジンエトサルフェート等が挙げられる。
この様な電子メディエータを担持した導電性基材としてはフェロセン修飾電極を挙げることができる。ちなみに、フェロセン修飾カーボン電極を用いて、海洋付着細菌ビブリオ・アルギノリチクスからの酸化ピーク電流を確認すると、0.3V vs.SCEにてピーク電流が確認され、0.4V vs.SCEで殺菌することができる。このように、より低い電圧で殺菌効果が得られるため、塩素ガス発生を抑えられる点で有効である。
You may add the specific compound which has the effect | action which accelerates | stimulates the electron transfer reaction of a biological cell and an electrode to said electroconductive base material. That is, aquatic organisms can be sterilized more efficiently by using an electron mediator that mediates electron transfer between a microorganism and an electrode together with a conductive material. Examples of electron mediators include ferrocene, ferrocene monocarboxylic acid, ferrocene dicarboxylic acid, or ferrocene such as [(trimethylamine) methyl] ferrocene and its derivatives, H 4 Fe (CN) 6 , K 4 Fe (CN) 6 , Na ferrocyanide such as 4 Fe (CN) 6, 2,6- dichlorophenol indole, phenanthryl methosulfate, benzoquinone, phthalocyanine, brilliant cresyl blue, Karoshianin, resorcinol, thionine, N, N-dimethyl - Soo Gandolfo native de・ Thionine, new methylene blue, tobucin blue O, safranin-O, 2,6-dichlorophenolindophenol, benzyl viologen, alizarin brilliant blue, phenocyanidinone, phenazine etsulfate, etc. And the like.
An example of the conductive substrate carrying such an electron mediator is a ferrocene modified electrode. By the way, when the oxidation peak current from the marine-adherent bacterium Vibrio arginolyticus was confirmed using the ferrocene-modified carbon electrode, it was 0.3 V vs. The peak current was confirmed by SCE, and 0.4V vs. Can be sterilized with SCE. In this way, since the sterilizing effect can be obtained at a lower voltage, it is effective in that the generation of chlorine gas can be suppressed.

また、抗菌性を有する材料を添加してもよい。抗菌性を有する物質は、無機物に属するものと有機物に属するものとがある。
無機物としては、銀、銅、ニッケル、亜鉛、鉛、ゲルマニウム等の金属およびこれらの酸化物、酸素酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、有機キレート化合物などが挙げられる。
有機物としては、2−(4−チアゾリル)−ベンズイミダゾール、4,5,6,7−テトラクロル−2−トリフルオロメチルベンズイミダゾール、10,10’−オキシスフェノキシアルシン、トリメトキシシリル−プロピルオクタデシルアンモニウムクロライド、2−N−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、ビス(2−ピリジルチオ−1−オキシド)亜鉛などが挙げられる。
Moreover, you may add the material which has antimicrobial property. Substances having antibacterial properties include those belonging to inorganic substances and those belonging to organic substances.
Examples of inorganic substances include metals such as silver, copper, nickel, zinc, lead, germanium, and oxides, oxyacid salts, chlorides, sulfates, nitrates, carbonates, and organic chelate compounds.
Examples of organic substances include 2- (4-thiazolyl) -benzimidazole, 4,5,6,7-tetrachloro-2-trifluoromethylbenzimidazole, 10,10′-oxysphenoxyarsine, trimethoxysilyl-propyloctadecylammonium Examples include chloride, 2-N-octyl-4-isothiazolin-3-one, and bis (2-pyridylthio-1-oxide) zinc.

<陰極導電性基材の材質>
陰極用の導電性基材としては、電気化学的に水素過電圧が大きい金属を用いることが望ましい。
水素過電圧が大きい金属としては、銅、亜鉛、スズ、鉛、ニッケル、チタン等が上げられる。これらの金属を単体で使用しても良いし、混合、もしくは複合した合金としたもの例えば、チタン合金やステンレス鋼を使用しても良い。
また、制菌効果を有する制御方法には、無通電時や不慮の無通電時が考えられる。この際、上記の金属のうち、微少量の溶出が考えられる。例えば、社団法人日本水産資源保護協会より出されている水産用水基準(2005年版)では、淡水中で生物への影響が懸念される濃度として、銅は0.9マイクログラム/リットル、亜鉛は検出されないこと、鉛は3マイクログラム/リットル、ニッケルは4マイクログラム/リットルと極めて低い濃度で基準が設けられている。これから、チタン、チタン合金及びステンレス鋼については、無通電時においても溶出が少なく、溶出した場合でも、生物への影響が極めて低い金属材料とし本装置の陰極材料として好ましい。
<Material of cathode conductive substrate>
As the conductive substrate for the cathode, it is desirable to use a metal having a high hydrogen overvoltage electrochemically.
Examples of the metal having a large hydrogen overvoltage include copper, zinc, tin, lead, nickel, and titanium. These metals may be used alone, or a mixed or composite alloy such as a titanium alloy or stainless steel may be used.
Moreover, the control method which has an antibacterial effect can be considered when no current is applied or when no current is supplied. At this time, elution of a very small amount of the above metals can be considered. For example, according to the water standard for fisheries (2005 version) issued by the Japan Fisheries Resource Conservation Association, copper is 0.9 microgram / liter and zinc is detected as the concentration that may affect living organisms in freshwater. The standard is set at a very low concentration of 3 microgram / liter for lead and 4 microgram / liter for lead. From this, titanium, titanium alloy and stainless steel are less likely to be eluted even when no current is applied, and even when eluted, a metal material having extremely low influence on living organisms is preferable as the cathode material of the present apparatus.

さらに、基材が有機材料、無機材料の場合、前記金属を導電性膜として形成することも可能である。有機材料の例としては樹脂材料が挙げられ、例としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ナイロン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、繊維強化プラスチック(FRP)等がある。また、無機材料の例としては、ガラス、アルミナ、ジルコニア、セメント、カーボン等が挙げられる。
これらの基材に導電性膜を形成するに当たっては、溶射やスパッタリング、イオンプレーティングやめっきなどの方法を採用することができる。さらに、バインダー樹脂中に前記金属を充填し導電性膜を形成させても良い。また、多孔質体の場合においては、例えば無電解めっきを用いることにより、基材表面だけでなく内部にまで水素過電圧の大きい金属皮膜を形成できる。
Furthermore, when the substrate is an organic material or an inorganic material, the metal can be formed as a conductive film. Examples of organic materials include resin materials. Examples include acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, nylon, polyester, polystyrene, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, polyethylene terephthalate, Examples include fiber reinforced plastic (FRP). Examples of the inorganic material include glass, alumina, zirconia, cement, carbon and the like.
In forming the conductive film on these substrates, methods such as thermal spraying, sputtering, ion plating and plating can be employed. Further, a conductive film may be formed by filling the binder resin with the metal. In the case of a porous body, for example, by using electroless plating, a metal film having a large hydrogen overvoltage can be formed not only on the substrate surface but also inside.

<電極板の形状>
陽極及び陰極用の導電性基材の形状は特に限定されるものではなく、水生生物を効率よく吸着して直接または間接的に接触し、定電流通電時には定電流を任意に設定し通電できるもの、または電位を付与でき、電気化学的に水が分解されない電位を印加する工程が実施できるものであればよい。
<Shape of electrode plate>
The shape of the conductive substrate for the anode and cathode is not particularly limited, and it can adsorb aquatic organisms efficiently and contact directly or indirectly, and can be energized by arbitrarily setting a constant current when energizing constant current Alternatively, any method can be used as long as it can apply a potential and can apply a potential that does not decompose water electrochemically.

<電源部>
電源部は、陽極と陰極との間に直流を通電する装置であり、AC電源によって駆動されるものでも、電池のようなDC電源によって駆動されるものであってもよい。
導電性基材は、それぞれリード線などにより、電源部の出力端子に電気的に接続されている。電源部は、導電性基材を選択して通電したり又は停止したりを制御し、フィードバックによって電流を指定値に保つように出力電圧を制御したり、電圧や電流の出力値を予め指定されたスケジュールもしくは条件に従ってオン/オフしたり、時間的に変化させたりする機能を有しているのが好ましい。
また、電源は、出力端子の数、またどの出力端子にどの導電性基材を接続するか、適宜選択することを有する機能を持っていても良い。この場合、現在、通電している導電性基材への出力電流や出力電圧に異常が認められた場合には、通電している導電性基材への通電を停止し、通電していなかった別の導電性基材への通電に切り換えて循環水制菌の制御を続けることが可能である。この異常の検出の際には、使用者にLEDや液晶等の表示によって知らせたり、スピーカー等の音によって知らせたり、また通信回線を使用して電子メール等で知らせたりするように構成することも可能である。
これらの機能は、CPU、A/D変換器(アナログ・デジタル変換器)、D/A変換器(デジタル・アナログ変換器)、アンプ、リレー、通信用インターフェース、LED、スピーカー等を組み合わせ、それらをプログラムにより制御することで実現することができる。
導電性基材に供給される液流量を検出する手段を設けるのも好ましい。この検出した液流量のデータ、もしくは、液流量に代わって、液流速や液圧力データに基づき導電性基材への電源出力の制御を実施しても良い。この制御とは、例えば、流量が小さくなった場合には、ポンプや流路に異常が発生した可能性が高いと判断して通電を止めるなどであり、この際、同時に前述したように使用者に通知するような措置を追加しても良い。
また、導電性基材と接する水質変化をpHセンサを用いて検出する手段を設けるのも好ましい。この検出pHのデータの変化量が急激な場合には、通電している導電性基材への電源出力の制御を実施しても良い。
<Power supply unit>
The power supply unit is a device that supplies a direct current between the anode and the cathode, and may be driven by an AC power supply or a DC power supply such as a battery.
The conductive substrate is electrically connected to the output terminal of the power supply unit by a lead wire or the like. The power supply unit controls the energization or stop by selecting a conductive base material, controls the output voltage so as to keep the current at the specified value by feedback, or the output value of voltage or current is specified in advance It is preferable to have a function of turning on / off according to the schedule or conditions, or changing with time.
Further, the power source may have a function of appropriately selecting the number of output terminals and which conductive base material is connected to which output terminal. In this case, when an abnormality was found in the output current or output voltage to the conductive substrate that is currently energized, the energization to the conductive substrate that was energized was stopped and the current was not energized. It is possible to continue control of circulating water control bacteria by switching to energization to another conductive substrate. When this abnormality is detected, the user may be notified by display of LED, liquid crystal, etc., by sound from a speaker, etc., or may be notified by e-mail etc. using a communication line. Is possible.
These functions combine CPU, A / D converter (analog / digital converter), D / A converter (digital / analog converter), amplifier, relay, communication interface, LED, speaker, etc. This can be realized by controlling with a program.
It is also preferable to provide means for detecting the flow rate of the liquid supplied to the conductive substrate. Instead of the detected liquid flow rate data or the liquid flow rate, the power output to the conductive substrate may be controlled based on the liquid flow rate or liquid pressure data. This control means, for example, that when the flow rate becomes small, it is judged that there is a high possibility that an abnormality has occurred in the pump or the flow path, and the energization is stopped. You may add measures that notify you.
It is also preferable to provide means for detecting a water quality change in contact with the conductive substrate using a pH sensor. When the amount of change in the detected pH data is abrupt, control of power output to the conductive substrate that is energized may be performed.

<循環水系と電源の一体化>
上記循環水制菌電極装置において、電源と循環水系を一体化することもできる。一体化することにより、電源を循環水系と別体で設置する場合の、電源の設置場所、及び電源と循環水系とを電気的に接続するリード線の取り扱いといった問題点を克服できる。また、電池を使用すれば、電源から外部への接続をなくし一体構成とすることもできる。電源を電池とすることで、電源の確保といった問題も克服できる。
循環水制菌電極装置において、電源及び循環水系を一体化するには、電池を使用し、電源を実装した出力制御基板を含めて循環水制菌の各導電性基材からなる電極に組み込む。そのためには、出力制御基板及び電池を納める部分を防水構造にする必要がある。電池は交換できる方が好ましいので、少なくとも電池を出し入れできる防水構造の蓋付きの開口部を設置する方がよい。それには、例えばゴムパッキングとネジ込みを併用してもよい。出力制御基板は同様の空間に納めてもよいし、シーリング材などを使用して封入してもよく、電池と同様蓋を開けてアクセスすることができるようにしてもよいし、取り替えたり触れたりできないようになっていてもよい。電池と出力制御基板、及び出力制御基板と導電性基材との間はリード線などで電気的に接続する必要がある。
<Integration of circulating water system and power supply>
In the circulating water control electrode device, the power source and the circulating water system can be integrated. By integrating, it is possible to overcome problems such as the installation location of the power source and the handling of the lead wire that electrically connects the power source and the circulating water system when the power source is installed separately from the circulating water system. In addition, if a battery is used, it is possible to eliminate the connection from the power source to the outside and form an integrated structure. By using a battery as the power source, the problem of securing the power source can be overcome.
In the circulating water control electrode device, in order to integrate the power source and the circulating water system, a battery is used, and an output control board on which the power source is mounted is incorporated into an electrode made of each conductive base material for circulating water control. For this purpose, it is necessary to make the portion for housing the output control board and the battery waterproof. Since it is preferable that the battery can be replaced, it is better to install at least an opening portion with a lid having a waterproof structure in which the battery can be taken in and out. For example, rubber packing and screwing may be used in combination. The output control board may be housed in the same space, sealed using a sealing material, etc., opened like a battery so that it can be accessed, and replaced or touched. It may not be possible. It is necessary to electrically connect the battery and the output control board, and the output control board and the conductive base material by lead wires or the like.

<参照極>
上記構成以外、必要に応じて参照極を用いることもできる。
参照極は、電気化学反応が進む導電性部材の電位を測るときに基準とするものであって、参照極と導電性基材の電位差を計測し、電源によって導電性基材の電位を適正に補正するものである。
従って、予め通電状態において参照極と導電性基材の電位差を計測しておけば、水質を調整するための通電条件を知ることができるので、循環水系内に参照極を常設しなくてもよい。
参照極は、参照電極表面で電極反応が可逆で電解液中のある化学種とNernstの平衡電位式に従って応答し、その電位は時間に対して安定で、微少電流が流れてもすぐ最初の電位に戻り、温度変化も一定の温度になれば一定の電位を出すもの、といったものを用いる。例えば水素電極(NHE、RHE、白金黒電極)、カロメル電極(SCE)、銀・塩化銀電極(Ag/AgCl)、硫酸第一水銀電極、酸化水銀電極などが挙げられる。
<Reference electrode>
In addition to the above configuration, a reference electrode can be used as necessary.
The reference electrode is used as a standard when measuring the potential of a conductive member that undergoes an electrochemical reaction. The reference electrode measures the potential difference between the reference electrode and the conductive substrate, and properly adjusts the potential of the conductive substrate with the power supply. It is to correct.
Therefore, if the potential difference between the reference electrode and the conductive base material is measured in advance in an energized state, the energization conditions for adjusting the water quality can be known, so there is no need to install a reference electrode in the circulating water system. .
The reference electrode has a reversible electrode reaction on the surface of the reference electrode and responds according to the Nernst equilibrium potential equation with a certain chemical species in the electrolyte, and the potential is stable with respect to time. Returning to the above, a device that produces a constant potential when the temperature changes to a constant temperature is used. Examples thereof include a hydrogen electrode (NHE, RHE, platinum black electrode), a calomel electrode (SCE), a silver / silver chloride electrode (Ag / AgCl), a mercuric sulfate electrode, and a mercury oxide electrode.

<循環水>
本発明により利用できる循環水は、特に限定されない。例えば、海水、河川の水、湖沼の水、水道水、飲料水、水生生物水槽水、または各種緩衝液などが挙げられる。また、対象となる生物も、それらの水中に存在する生物であれば特に限定されるものではない。さらに、微生物の死骸から放出される有機物や水中に混在する無機塩など、水中に存在するものであれば、特段の限定の必要はない。
<Circulating water>
Circulating water that can be used according to the present invention is not particularly limited. For example, seawater, river water, lake water, tap water, drinking water, aquatic aquarium water, or various buffer solutions may be used. In addition, the target organism is not particularly limited as long as it is an organism present in the water. Furthermore, there is no need for special limitation as long as it is present in water, such as organic matter released from the dead bodies of microorganisms and inorganic salts mixed in water.

<制御条件>
次に制御条件について説明する。電極ユニット、もしくは、選択的に通電可能な電極ユニットには、定電流制御を行うことができる。
定電流の制御条件は以下の通りである。
定電流により水質を調整するためには、水質により適宜電流値を調節することが好ましい。また、導電性基材の材質や形状及び導電性基材の維持なども考慮に入れ、適宜電流値の設定を変更することが好ましい。例えば、60リットル閉鎖循環型水槽での制菌効果を得るためには、一般的には、総電流値で50mA以上1A以下の電流値が有効である。好ましくは、水分解反応が起きないよう、且つ、制菌効果の発現を期待する場合には、総電流値で80mA以上800mA以下が好ましい。また、通電時間は、目的によってそれぞれ適宜選択して制御することができる。
また、選択して電源の端子より通電している電極部の陽極となす導電性基材と陰極となす導電性基材間に通電する制御形態に、定電流制御を行う場合、通電していない陽極となす導電性基材と陰極となす導電性基材は、自然電位の状態にしておき、微生物を付着させ易い状態にしておく。
そして、一定時間毎に通電していない陽極となす導電性基材と陰極となす導電性基材に通電を切り換えて定電流制御を行うことにより、自然電位の状態で付着した微生物の制菌を行うことが可能である。
また、陽極として作用させる導電性基材を一定時間毎に変更し、選択的に通電することにより、通電による導電性基材表面の劣化を抑制し、電極部の総合的な耐久性を向上させることができる。
更に、通電している陽極として作用させている導電性基材と陰極として作用させている導電性基材間の電流に異常が発生した場合、特に、大きな電位差になる電圧を出力しているにも関わらず、総電流値が非常に低いときには、電源の出力端子と通電している電極部の導電性基材間を接続しているリード線に断線等の問題が発生している可能性が大である。そのため、通電していない別の陽極となす導電性基材と陰極となす導電性基材に通電を切り換えて定電流制御を続行することも可能である。
<Control conditions>
Next, control conditions will be described. Constant current control can be performed on the electrode unit or the electrode unit that can be selectively energized.
The constant current control conditions are as follows.
In order to adjust the water quality with a constant current, it is preferable to appropriately adjust the current value according to the water quality. In addition, it is preferable to change the setting of the current value as appropriate in consideration of the material and shape of the conductive substrate and the maintenance of the conductive substrate. For example, in order to obtain a bactericidal effect in a 60-liter closed circulation water tank, generally, a current value of 50 mA to 1 A is effective as a total current value. Preferably, the total current value is preferably 80 mA or more and 800 mA or less when the water splitting reaction does not occur and when an antibacterial effect is expected. The energization time can be appropriately selected and controlled depending on the purpose.
In addition, when performing constant current control in a control mode in which current is applied between the conductive base material serving as the anode and the conductive base material serving as the cathode of the electrode part that is selected and energized from the power supply terminal, no current is applied. The conductive base material serving as the anode and the conductive base material serving as the cathode are kept in a state of natural potential so that microorganisms are easily attached.
Then, by switching the current between the conductive base material that is not energized every certain time and the conductive base material that is the cathode, and performing constant current control, sterilization of microorganisms attached in a state of natural potential is suppressed. Is possible.
In addition, by changing the conductive base material that acts as an anode every predetermined time and selectively energizing, the deterioration of the surface of the conductive base material due to the energization is suppressed, and the overall durability of the electrode part is improved. be able to.
In addition, when an abnormality occurs in the current between the conductive base material acting as the current-carrying anode and the conductive base material acting as the cathode, a voltage with a large potential difference is output. Nevertheless, when the total current value is very low, there may be a problem such as disconnection in the lead wire connecting between the output terminal of the power supply and the conductive base material of the energized electrode part. It ’s big. Therefore, it is also possible to continue the constant current control by switching the energization between a conductive base material serving as another anode that is not energized and a conductive base material serving as the cathode.

また、本発明の制御条件下での循環水のpHの変動値は±0.1以下であることが望ましく、制御期間1ヶ月以内で変動がこの範囲内にあることが望ましい。少なくとも3時間の間の変動は、この範囲内にあることが必要と考えられる。 Further, the fluctuation value of the pH of the circulating water under the control conditions of the present invention is desirably ± 0.1 or less, and the fluctuation is preferably within this range within one month of the control period. It is believed that the variation between at least 3 hours needs to be within this range.

<出力制御基板>
導電性基材に選択的に通電可能な電極ユニットに用いる電源の出力制御基板として、以下では、リレー及びアンプを用いて任意の導電性基材を選択的に陽極または陰極にして電流を流したり非接続として出力を切断したりでき、A/D変換器及びCPUを用いて電流値を計測しフィードバックにより電圧を出力することによって指定する電流を流す制御を行うことのできる機能を持つ構成の一例について詳述するが、同じ機能を実現する同様の構成、及び導電性基材の選択機能を持たない他の構成なども、ここから容易に導出することが可能である。
例えば、本発明の図1に示す簡易構成図と、図9に示す電源7のブロック図を用いて説明する。図1に示す循環水系水槽1は、循環水6が入った水槽を示す。この循環水系水槽1には、ポンプ2を介装した配管3を介して制菌槽4が接続されている。この制菌槽4には、図1に示すように任意枚数の導電性基材201、202、203、・・・を積層して成る電極部が設置されている。これらの導電性基材201、202、203、・・・は、同じ材質であっても良いし、異なる材質を用いることも出来る。
出力制御基板37は、各導電性基材201、202、203、・・・に電圧を出力するアナログ部101、102、103、・・・を備えている。即ち、CPU12が、アナログ部101、102、103、・・・を制御することによって、各導電性基材201、202、203、・・・に電圧を出力し、導電性基材を陽極または陰極にしたり、出力を切断したりすることが可能である。
まず、出力制御基板37の導電性基材201に接続するアナログ部101の動作について説明する。図9では、アナログ部101のみ詳細に内部ブロック図を表記したが、アナログ部102、103、・・・も同様な構成となっている。アナログ部101に接続する導電性基材201を自然電位にする際には、CPU12が、FET29をオフにし、リレー28を駆動していない状態にする。これにより、導電性基材201への電圧の出力は、断線状態になり、導電性基材201を自然電位にすることができる。
また、アナログ部101に接続する導電性基材201に対し電圧を印加するためには、CPU12が、FET29をオンにし、リレー28を駆動状態にする。これにより、導電性基材201への電圧の出力は、出力状態になる。また、CPU12は、D/A変換器21に導電性基材201への出力電圧のデータを設定し、D/A変換器21を介してアンプ24より出力電圧が生成され、電流検出抵抗27及びリレー28を介して、導電性基材201に電圧を出力する。
また、CPU12は、導電性基材201にアンプ24から出力している電圧をモニタリングするため、アンプ25及びA/D変換器22を介して出力電圧を入力する。同様に、CPU12は、導電性基材201にアンプ24から印加している電圧によって流れる電流をモニタリングするため、電流検出抵抗27の両端の電圧の差をアンプ26によって計測し、A/D変換器23を介して電圧差データを入力する。この電圧差データと電流検出抵抗27の抵抗値より、現在、導電性基材201に流れている電流値を計測できる。
<Output control board>
As an output control board for a power source used for an electrode unit capable of selectively energizing a conductive base material, in the following, a relay and an amplifier are used to selectively flow an anode with a conductive base material as an anode or a cathode. An example of a configuration having a function capable of controlling the flow of a designated current by measuring a current value using an A / D converter and a CPU and outputting a voltage by feedback by disconnecting the output as non-connection However, a similar configuration that realizes the same function and other configurations that do not have a function of selecting a conductive substrate can be easily derived from this.
For example, description will be made with reference to the simplified configuration diagram shown in FIG. 1 of the present invention and the block diagram of the power source 7 shown in FIG. A circulating water tank 1 shown in FIG. 1 is a water tank containing circulating water 6. An antibacterial tank 4 is connected to the circulating water tank 1 through a pipe 3 having a pump 2 interposed therebetween. As shown in FIG. 1, the bacteriostatic tank 4 is provided with an electrode portion formed by laminating an arbitrary number of conductive substrates 201, 202, 203,. These conductive substrates 201, 202, 203,... May be made of the same material or different materials.
The output control board 37 includes analog units 101, 102, 103,... That output voltages to the conductive substrates 201, 202, 203,. That is, the CPU 12 controls the analog units 101, 102, 103,... To output voltages to the respective conductive substrates 201, 202, 203,. Or cut off the output.
First, the operation of the analog unit 101 connected to the conductive base material 201 of the output control board 37 will be described. 9, the internal block diagram is shown in detail only for the analog unit 101, but the analog units 102, 103,... Have the same configuration. When the conductive substrate 201 connected to the analog unit 101 is set to a natural potential, the CPU 12 turns off the FET 29 and does not drive the relay 28. Thereby, the output of the voltage to the electroconductive base material 201 will be in a disconnection state, and the electroconductive base material 201 can be made into a natural potential.
Further, in order to apply a voltage to the conductive base material 201 connected to the analog unit 101, the CPU 12 turns on the FET 29 and puts the relay 28 in a driving state. Thereby, the output of the voltage to the electroconductive base material 201 will be in an output state. Further, the CPU 12 sets data of the output voltage to the conductive base material 201 in the D / A converter 21, and an output voltage is generated from the amplifier 24 via the D / A converter 21, and the current detection resistor 27 and A voltage is output to the conductive substrate 201 via the relay 28.
Further, the CPU 12 inputs the output voltage via the amplifier 25 and the A / D converter 22 in order to monitor the voltage output from the amplifier 24 to the conductive base material 201. Similarly, the CPU 12 monitors the current flowing by the voltage applied to the conductive base material 201 from the amplifier 24. Therefore, the CPU 12 measures the voltage difference between both ends of the current detection resistor 27 by the amplifier 26, and the A / D converter The voltage difference data is input through the terminal 23. From the voltage difference data and the resistance value of the current detection resistor 27, the current value currently flowing through the conductive base material 201 can be measured.

電源7は、CPU12がアナログ部101、102、103、・・・のFET29及びD/A変換器21を制御することにより、導電性基材201、202、203、・・・のうち、任意の導電性基材を選択的に陽極、陰極、もしくは非接続とすることができる。この際、電源7は、各電極ユニットに於いて、陽極として作用させる1枚の導電性基材の両側に、それぞれ少なくとも1枚以上、陰極として作用させる導電性基材が配置されるよう、且つ、陽極として作用させる導電性基材に対する陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率が1を超え3未満となるような電極ユニットが構成されるように、導電性基材201、202、203、・・・を、選択的に陽極、陰極、もしくは非接続とするものとする。この電極ユニット及びその集合体の構成は、動的に変更することができる。
導電性基材201、202、203、・・・から電極ユニットの集合体を構成するに際しては、様々な方法が考えられる。例えば、積層された全ての導電性基材201、202、203、・・・を全て陽極もしくは陰極のいずれかに割り当てるように、電極ユニット及びその集合体を構成してもよい。この場合は、導電性基材201、202、203、・・・の表面積が全て等しいとすると、例えば、「陰極−陽極−陰極」を電極ユニットとし、該電極ユニットを導電性基材201、202、203、・・・に端から割り当てていく方法が考えられる。
この割り当て方法において、導電性基材の総枚数が3の倍数でなかった場合、どの電極ユニットにも属さない導電性基材が生じる。この導電性基材は非接続とすればよい。電極ユニットの構成は動的に変更することができるので、電源7は、所定の時間が経過した後、電極ユニット及びその集合体を再構成し、それまで非接続であった導電性基材を電極ユニットに含めるようにすることができる。このときにも、当然、陽極と陰極の配置、また表面積の比率の条件を課すので、それまでとは異なる導電性基材が非接続となる。この場合、特定の導電性基材が、制御によって、陽極となされたり陰極となされたりしても構わない。但し、陽極もしくは陰極となすのに相応しくない材質の導電性基材も存在するので、導電性基材の材質及び制御条件を考慮する必要がある。
また、電極ユニットの構成法として、導電性基材の総数のうち、任意の割合の導電性基材のみ、陽極もしくは陰極となすよう、選択しても構わない。十分な制菌効果を得られるのならば、例えば半分程度の数の導電性基材を選択し、陽極及び陰極の配置、また表面積の比率の条件を満足するような電極ユニットの集合体を構成することができ、それらを時間経過に応じて動的に再構成していくことによって、導電性基材の劣化を抑制することができる。
更に、導電性基材201、202、203、・・・のうち、同時に陽極となす導電性基材のグループ、もしくは同時に陰極となす導電性基材のグループを固定するならば、アナログ部101、102、103、・・・を、グループの数まで減らす構成も可能である。例えば図2に示す構成では、導電性基材を、陽極または非接続となす2つのグループA、B、陰極または非接続となす3つのグループC、D、Eに分け、各グループへの電圧出力/非接続の組み合わせによって、陽極及び陰極の配置、また表面積の比率の条件を満足する電極ユニットの動的な集合体を構成している。
The power supply 7 can be controlled by the CPU 12 controlling the FET 29 and the D / A converter 21 of the analog units 101, 102, 103,. The conductive substrate can be selectively anode, cathode, or disconnected. At this time, in each electrode unit, the power source 7 is arranged so that at least one conductive base material acting as a cathode is disposed on both sides of one conductive base material acting as an anode, and The conductive substrate 201 is configured such that the electrode unit is configured such that the ratio of the sum of the surface areas of the plurality of conductive substrates acting as the cathode to the conductive substrate acting as the anode is greater than 1 and less than 3. , 202, 203,... Are selectively anodes, cathodes, or disconnected. The configuration of this electrode unit and its assembly can be dynamically changed.
In constructing an assembly of electrode units from the conductive substrates 201, 202, 203,..., Various methods are conceivable. For example, you may comprise an electrode unit and its aggregate | assembly so that all the laminated | stacked electroconductive base materials 201, 202, 203, ... may be allocated to either an anode or a cathode. In this case, assuming that the surface areas of the conductive substrates 201, 202, 203,... Are all equal, for example, “cathode-anode-cathode” is an electrode unit, and the electrode unit is the conductive substrate 201, 202. , 203,... Can be considered from the end.
In this allocation method, when the total number of conductive substrates is not a multiple of 3, a conductive substrate that does not belong to any electrode unit is generated. This conductive substrate may be disconnected. Since the configuration of the electrode unit can be changed dynamically, the power source 7 reconfigures the electrode unit and its assembly after a predetermined time has passed, and removes the conductive base material that has been disconnected until then. It can be included in the electrode unit. At this time, naturally, since the conditions of the arrangement of the anode and the cathode and the ratio of the surface area are imposed, the conductive base material different from that is disconnected. In this case, the specific conductive substrate may be an anode or a cathode depending on the control. However, since there are conductive base materials that are not suitable for forming an anode or a cathode, it is necessary to consider the material and control conditions of the conductive base material.
Moreover, you may select as a structural method of an electrode unit so that only an arbitrary ratio of conductive base materials may become an anode or a cathode among the total number of conductive base materials. If a sufficient antibacterial effect can be obtained, for example, select about half of the number of conductive substrates, and configure an assembly of electrode units that satisfies the conditions of the anode and cathode arrangement and the surface area ratio. It is possible to suppress the deterioration of the conductive base material by dynamically reconfiguring them with the passage of time.
Further, among the conductive base materials 201, 202, 203,..., If the group of conductive base materials that simultaneously serve as anodes or the group of conductive base materials that simultaneously serve as cathodes is fixed, the analog unit 101, A configuration is also possible in which 102, 103,... Are reduced to the number of groups. For example, in the configuration shown in FIG. 2, the conductive substrate is divided into two groups A and B, which are anodes or disconnected, and three groups C, D, and E which are cathodes or disconnected, and voltage output to each group. A dynamic assembly of electrode units satisfying the conditions of the arrangement of the anode and the cathode and the ratio of the surface area is constituted by the combination of / no connection.

次に、電流制御方法について説明する。電流制御を行う際には、まず、電圧を出力して陽極とする導電性基材と、電圧を出力して陰極とする導電性基材と、電圧を出力せずに自然電位とする導電性基材のいずれかであるかを決める。次に、制御する電流の総電流より、陽極とする導電性基材の表面積の比率に応じて、陽極とする導電性基材に流す電流を決める。同様に、制御する電流の総電流より、陰極とする導電性基材の表面積の比率に応じて、陰極とする導電性基材に流す電流値を決める。そして、各導電性基材に対して、CPU12は出力電圧を制御して電流制御を行う。簡易的には、総電流のみを評価し、全ての陽極及び全ての陰極間に、同一の電圧を出力する構成となしてもよい。
CPU12では、タイマ17を使用して、一定時間毎に、電圧を出力して陽極とする導電性基材と、電圧を出力して陰極とする導電性基材と、電圧を出力せずに自然電位とする導電性基材との制御を変更し、導電性基材に出力する方法を変更することも可能である。そして、タイマ17による陽極とする導電性基材に流す電流値や出力方法の変更をタイムスケジュールにした情報を予めFLASHメモリ15に保存しておき、このタイムスケジュールに沿ってCPU12が制御することも可能である。また、CPU12は、循環水系水槽1に参照極8を設置した際の参照極8の電位の計測や、pHセンサ10を設置した際のpHの計測や、流量センサ11による液流量の計測も行える。これらの計測した内容をもとに、陽極とする導電性基材に流す総電流の補正を行うことができる。例えば、陽極とする導電性基材と参照極の電位差が大きすぎた場合やpHの変動が大きくなった場合や液流量が減った場合などは、陽極とする導電性基材に流す総電流を少なくするように導電性基材への出力する電圧を補正することも可能である。同様に、陽極とする導電性基材の総電流と陰極とする導電性基材の総電流に差が生じた場合には、陽極とする導電性基材に流す総電流を少なくするように導電性基材への出力する電圧を補正することも可能である。そして、CPU12は、各導電性基材に出力した電圧、電流の情報、参照極2の電位の情報、pHセンサ10のpHの情報、流量センサ11の液流量の情報を、通信用インターフェース13を介して、データ処理部14に情報伝達することも可能である。特に、異常な情報な場合には、スピーカー18やLED19によって使用者に知らせることも可能である。
Next, a current control method will be described. When performing current control, first, a conductive base material that outputs voltage and serves as an anode, a conductive base material that outputs voltage and serves as a cathode, and a conductive material that produces a natural potential without outputting voltage. Decide whether it is one of the substrates. Next, based on the total current of the currents to be controlled, the current to be passed through the conductive substrate serving as the anode is determined according to the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the anode. Similarly, from the total current of the current to be controlled, the value of the current flowing through the conductive base material serving as the cathode is determined according to the ratio of the surface area of the conductive base material serving as the cathode. And with respect to each electroconductive base material, CPU12 controls an output voltage and performs electric current control. For simplicity, only the total current may be evaluated, and the same voltage may be output between all anodes and all cathodes.
The CPU 12 uses the timer 17 to output a voltage and output a conductive base material at regular intervals, a conductive base material that outputs a voltage and a negative electrode, and a natural output without outputting a voltage. It is also possible to change the method of outputting to the conductive substrate by changing the control with the conductive substrate to be a potential. And the information which made the time schedule the change of the electric current value which flows through the electroconductive base material used as the anode by the timer 17 and the output method is stored in the FLASH memory 15 in advance, and the CPU 12 may control according to this time schedule. Is possible. The CPU 12 can also measure the potential of the reference electrode 8 when the reference electrode 8 is installed in the circulating water tank 1, measure the pH when the pH sensor 10 is installed, and measure the liquid flow rate using the flow sensor 11. . Based on these measured contents, it is possible to correct the total current flowing through the conductive base material used as the anode. For example, if the potential difference between the conductive base material used as the anode and the reference electrode is too large, if the fluctuation in pH increases, or if the liquid flow rate decreases, the total current flowing through the conductive base material used as the anode It is also possible to correct the voltage output to the conductive substrate so as to reduce it. Similarly, if there is a difference between the total current of the conductive base material used as the anode and the total current of the conductive base material used as the cathode, the conductive current is reduced so that the total current flowing through the conductive base material used as the anode is reduced. It is also possible to correct the voltage output to the conductive substrate. Then, the CPU 12 displays the voltage and current information output to each conductive base material, the potential information of the reference electrode 2, the pH information of the pH sensor 10, the liquid flow rate information of the flow sensor 11, and the communication interface 13. It is also possible to transmit information to the data processing unit 14 via the network. In particular, in the case of abnormal information, the user can be notified by the speaker 18 or the LED 19.

本発明の循環水制菌装置に於いては、陽極となる導電性基材では微生物を電気化学的酸化反応により電極表面で直接的に吸着・殺菌したり、有機物の分子的電荷量が負である物質を吸着・分解したり、陽極から発生するOHラジカル等により陽極表面近傍で間接的に微生物を殺菌したり、有機物を分解したりする。また、陰極となる導電性基材では、陽極での反応を起こすためのイオン電流の授受を主とするもので、陰極では、水素生成や、アルカリ化に伴う有機物質の変性分解やカルシウムやマグネシウムイオンなどの無機物質の吸着・付着等の反応は起こさない。   In the circulating water control apparatus of the present invention, the conductive substrate serving as the anode directly adsorbs and sterilizes microorganisms on the electrode surface by an electrochemical oxidation reaction, and the molecular charge of organic substances is negative. A substance is adsorbed and decomposed, microorganisms are indirectly sterilized near the anode surface by OH radicals generated from the anode, and organic substances are decomposed. In addition, the conductive base material that serves as the cathode is mainly responsible for the transmission and reception of ionic currents for causing reactions at the anode. At the cathode, the generation of hydrogen, the modification and decomposition of organic substances due to alkalinization, and calcium and magnesium Reactions such as adsorption and adhesion of inorganic substances such as ions do not occur.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例中図1〜9は、装置図面が煩雑にならないよう単純な構成を模式的に表現したものである。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。また、各実施例において、同じ構成については同じ参照符号を付けた。
<電極からの気体発生(電解反応の有無)の確認>
(実施例1)
金属酸化物被覆チタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ40mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットを作成した。この電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚毎に設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
また、導電性基材5aは以下のような処理を施した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
In the embodiment, FIGS. 1 to 9 schematically represent a simple configuration so that the apparatus drawings are not complicated. The present invention is not limited to the following examples, and includes various modifications within the technical scope of the present invention. In each embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components.
<Confirmation of gas generation from electrode (existence of electrolytic reaction)>
Example 1
One conductive substrate 5a (dimension φ40mm) made of metal oxide-coated titanium expanded metal (thickness 1mm, SW3mm, LW6mm) and copper mesh (thickness 1mm, SW3mm, LW6mm, (dimension φ40mm)) The electrode unit which consists of the two electroconductive base materials 5c created by (1) was created. The electrode unit has a conductive base material 5a in the middle and a conductive base material 5c at each end. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.
The conductive substrate 5a was subjected to the following treatment.

チタン製エキスパンドメタルをアルコールで洗浄後、20℃の8重量%弗化水素水溶液中で2分間処理した後、120℃の60重量%硫酸水溶液中で3分間処理した。次いでチタン製エキスパンドメタルを硫酸水溶液から取り出し、窒素雰囲気中で冷水を噴霧し急冷した。更に20℃の0.3重量%HF水溶液に2分間浸漬した後、水洗した。
水洗後、Pt(NH(NOを硫酸溶液に溶解して白金含有量5g/リットル、pH約2、50℃に調整した状態の白金メッキ液中で15mA/cmで約50秒間のメッキを行って、Ptを分散析出させた。分散被覆量は1g/mであった。また、このときのチタン基材上へのPt被覆率は約40%であった。
このようにして、Ptを分散被覆したチタン基材を40℃の大気中で1時間加熱処理した。
次いで、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、Ir13.0g/リットル及びTa50.0g/リットル(金属換算)を含有する塗布液を調製し、マイクロピペットで1cm当たり2.7マイクロリットル秤量し、それを上記の様にして作製したPtを分散被覆したチタン基材上に塗布した後、室温で30分間真空乾燥させ、更に500℃の大気中で10分間焼成した。この工程を2回繰り返した。
最後に、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、Ir50.0g/リットル及びTa20.0g/リットル(金属換算)を含有する塗布液を調製した後、この塗布液を用いて前記と同様の工程を8回繰り返した。
こうして、タンタルやイリジウム等の複合酸化物が点在した酸化被膜を有したチタン基材(導電性基材5a)が得られた。
The titanium expanded metal was washed with alcohol, treated in an aqueous 8 wt% hydrogen fluoride solution at 20 ° C. for 2 minutes, and then treated in an aqueous 60 wt% sulfuric acid solution at 120 ° C. for 3 minutes. Subsequently, the titanium expanded metal was taken out from the sulfuric acid aqueous solution and rapidly cooled by spraying cold water in a nitrogen atmosphere. Further, it was immersed in a 0.3 wt% HF aqueous solution at 20 ° C. for 2 minutes and then washed with water.
After washing with water, Pt (NH 3 ) 2 (NO 2 ) 2 was dissolved in a sulfuric acid solution, and the platinum content was adjusted to about 5 mA / cm 2 at a platinum content of 5 g / liter, pH of about 2, and 50 ° C. Pt was dispersed and deposited by plating for 50 seconds. The dispersion coating amount was 1 g / m 3 . At this time, the Pt coverage on the titanium substrate was about 40%.
In this way, the titanium substrate on which Pt was dispersedly coated was heat-treated in the atmosphere at 40 ° C. for 1 hour.
Then, an ethanol solution of tantalum chloride and butanol solution of chloroiridic acid were mixed, to prepare a coating liquid containing Ir13.0G / l and Ta50.0G / liter (in terms of metal), 1 cm 2 per 2 with a micropipette. 7 microliters was weighed and applied onto a titanium substrate coated with Pt prepared as described above, followed by vacuum drying at room temperature for 30 minutes and further firing in air at 500 ° C. for 10 minutes. This process was repeated twice.
Finally, a butanol solution of chloroiridate and ethanol solution of tantalum chloride were mixed to prepare a coating solution containing Ir 50.0 g / liter and Ta 20.0 g / liter (in metal conversion), and then using this coating solution. The same process as described above was repeated 8 times.
Thus, a titanium base material (conductive base material 5a) having an oxide film interspersed with complex oxides such as tantalum and iridium was obtained.

このように作製した導電性基材5a、5cを、水道水の入った500ミリリットルビーカー中に設置し攪拌し、電源として北斗電工(株)製ポテンショスッタット・ガルバノスタットHA−151に接続した。制御条件は下記に示す通電量で1時間通電し、本実施例において電解反応が生じるかの有無を確認した。
制御条件1:10mA
制御条件2:20mA
The conductive base materials 5a and 5c thus produced were placed in a 500 ml beaker containing tap water and stirred, and connected to a potentiostat / galvanostat HA-151 manufactured by Hokuto Denko Corporation as a power source. The control conditions were as follows: the energization amount shown below was applied for 1 hour, and whether or not an electrolytic reaction occurred in this example was confirmed.
Control condition 1: 10 mA
Control condition 2: 20 mA

(比較例1)
陽極に実施例1と同じ処理をした導電性基材5aであるチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した導電性基材5a(寸法φ40mm)と、陰極に銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ56mm)、導電性基材5c)を用いた電極ユニットを作成した。この構成は1枚の導電性基材5aと1枚の導電性基材5cによって構成されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
この構成で、他の条件は実施例1と同様に試験を実施した。
(Comparative Example 1)
Conductive base material 5a (dimension 40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm), which is a conductive base material 5a having the same treatment as Example 1 on the anode, and a copper mesh (thickness) on the cathode An electrode unit using a thickness of 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ 56 mm), and conductive base material 5c) was prepared. This configuration is composed of one conductive substrate 5a and one conductive substrate 5c. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.
With this configuration, tests were performed in the same manner as in Example 1 under other conditions.

Figure 2008272744
Figure 2008272744

表1に実施例1、比較例1の結果を示す。
この結果より、実施例1は、水の電気分解反応が起こらないレベルのものであった。
一方、比較例1は、導電性基材5a、5cの表面に気泡の発生が確認された。
尚、実施例1の結果において、出力電圧は、2.5V以下、印加電位が2.0V vs.Ag/AgCl以下、比較例1では出力電圧3.8V以下、印加電位が2.5V vs.Ag/AgCl以下であった。
Table 1 shows the results of Example 1 and Comparative Example 1.
From this result, Example 1 was of a level where no electrolysis reaction of water occurred.
On the other hand, in Comparative Example 1, generation of bubbles was confirmed on the surfaces of the conductive substrates 5a and 5c.
In the results of Example 1, the output voltage is 2.5 V or less, and the applied potential is 2.0 V vs. Ag / AgCl or less, in Comparative Example 1, the output voltage is 3.8 V or less, and the applied potential is 2.5 V vs. It was below Ag / AgCl.

(実施例2)
図2に本発明の簡易構成を示す。図2に示される循環水系水槽1は、循環水6(水道水)が入った水槽を示す。この循環水系水槽1には、ポンプ2を介装した配管3を介して制菌槽4が接続されている。この制菌槽4には、図3に示すように実施例1と同じ処理をしたチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ40mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚毎に設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
(Example 2)
FIG. 2 shows a simple configuration of the present invention. The circulating water system tank 1 shown by FIG. 2 shows the tank in which the circulating water 6 (tap water) entered. An antibacterial tank 4 is connected to the circulating water tank 1 through a pipe 3 having a pump 2 interposed therebetween. In this sterilization tank 4, as shown in FIG. 3, one conductive base material 5a (dimension φ40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm) treated in the same manner as in Example 1 was used. 10 electrode units composed of two conductive substrates 5c made of copper mesh (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension 40 mm)) are installed. In the configuration of this set of electrode units, the conductive base material 5a is placed at both ends with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.

このように作製した導電性基材5a、5cを、制菌槽4中に設置した。図2において導電性基材5a、5c及び参照極8(図示せず)を配置し、電源7に接続した。循環水系水槽1に循環水2リットルを循環水量200ミリリットル/minで循環させ導電性基材5a、5cに以下に示す制御条件で1時間通電し、本実施例において電解反応が生じるかの有無を確認した。
制御条件1:100mA
制御条件2:200mA
The conductive substrates 5a and 5c thus produced were installed in the antimicrobial tank 4. In FIG. 2, conductive base materials 5 a and 5 c and a reference electrode 8 (not shown) are arranged and connected to the power source 7. The circulating water system tank 1 is circulated with 2 liters of circulating water at a circulating water volume of 200 ml / min, and the conductive substrates 5a and 5c are energized for 1 hour under the control conditions shown below. confirmed.
Control condition 1: 100 mA
Control condition 2: 200 mA

(実施例3)
陽極には実施例1と同じ処理をした導電性基材5aであるチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ30mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚毎に設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対1.1とした。他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。
(Example 3)
For the anode, one conductive base material 5a (size φ40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm), which is the conductive base material 5a treated in the same manner as in Example 1, and a copper mesh Ten electrode units composed of two conductive base materials 5c made of (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension 30 mm)) are installed. In the configuration of this set of electrode units, the conductive base material 5a is placed at both ends with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was set to 1: 1. The other conditions were the same as in Example 2.

(実施例4)
陽極には実施例1と同じ処理をした導電性基材5aであるチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ48mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚ずつ設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2.9とした。他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。
Example 4
For the anode, one conductive base material 5a (size φ40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm), which is the conductive base material 5a treated in the same manner as in Example 1, and a copper mesh Ten sets of electrode units composed of two conductive base materials 5c made of (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ48 mm)) are installed. In the configuration of this set of electrode units, one conductive base material 5c is installed at each end with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1 to 2.9. The other conditions were the same as in Example 2.

(実施例5)
実施例2の導電性基材5cをニッケル製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
(Example 5)
The conductive substrate 5c of Example 2 was replaced with a nickel expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)), and tests were performed in the same manner as in Example 2 except for the other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.

(実施例6)
実施例2の導電性基材5cを亜鉛製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
(Example 6)
The conductive base material 5c of Example 2 was replaced with a zinc expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)), and tests were performed in the same manner as in Example 2 except for the other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.

(実施例7)
実施例2の導電性基材5cをチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
(Example 7)
The conductive base material 5c of Example 2 was replaced with a titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)), and tests were performed in the same manner as in Example 2 except for the other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.

(実施例8)
実施例2の導電性基材5cをステンレス鋼(SUS304)製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
(Example 8)
The conductive base material 5c of Example 2 was replaced with an expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension φ40 mm)) made of stainless steel (SUS304), and tests were performed in the same manner as Example 2 except for other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.

(比較例2)
陽極には実施例1と同じ処理をした導電性基材5aであるチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ20mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5bが両端に1枚ずつ設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対0.5とした。他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。
(Comparative Example 2)
For the anode, one conductive base material 5a (size φ40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm), which is the conductive base material 5a treated in the same manner as in Example 1, and a copper mesh Ten electrode units composed of two conductive base materials 5c made of (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ20 mm)) are installed. In the configuration of this set of electrode units, one conductive base material 5b is installed at each end with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was set to 1: 0.5. The other conditions were the same as in Example 2.

(比較例3)
陽極には実施例1と同じ処理をした導電性基材5aであるチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ28mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚ずつ設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対1とした。他の条件は実施例2と同様に試験を実施した。
(Comparative Example 3)
For the anode, one conductive base material 5a (size φ40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm), which is the conductive base material 5a treated in the same manner as in Example 1, and a copper mesh Ten sets of electrode units composed of two conductive base materials 5c made of (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ28 mm)) are installed. In the configuration of this set of electrode units, one conductive base material 5c is installed at each end with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. In this case, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was set to 1: 1. The other conditions were the same as in Example 2.

Figure 2008272744
Figure 2008272744

表2に実施例2〜8及び比較例2、3の結果を示す。
この結果より、実施例2〜8は、水の電気分解反応が起こらないレベルのものであった。
一方、比較例2、3は、導電性基材5bの表面に気泡の発生が確認された。
尚、実施例2〜8の結果において、出力電圧は、3.0V以下、印加電位が2.0V vs.Ag/AgCl以下、比較例2、3では出力電圧3.8V以下、印加電位が2.5V vs.Ag/AgCl以下であった。
Table 2 shows the results of Examples 2 to 8 and Comparative Examples 2 and 3.
From these results, Examples 2 to 8 were at a level where no electrolysis reaction of water occurred.
On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, generation of bubbles was confirmed on the surface of the conductive substrate 5b.
In the results of Examples 2 to 8, the output voltage is 3.0 V or less and the applied potential is 2.0 V vs. Ag / AgCl or less, in Comparative Examples 2 and 3, the output voltage is 3.8 V or less, and the applied potential is 2.5 V vs. It was below Ag / AgCl.

(実施例9)
図4に本実施例の簡易構成を示す。図4に示す循環水系水槽1は、循環水6(水道水)が入った水槽(容量60リットル)である。この循環水系水槽1には、ポンプ2を介装した配管3を介して制菌槽4が接続されている。この制菌槽4には、実施例1と同じ処理をしたチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ40mm))で作成した導電性基材5a及び5b、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ40mm))で作成した導電性基材5c、5d及び5eを積層した電極部を設置した。また、参照極8及びpHセンサ10を設置し、導電性基材5a、5b、5c、5d、5eと共に、電源7に接続した。
Example 9
FIG. 4 shows a simple configuration of this embodiment. A circulating water tank 1 shown in FIG. 4 is a water tank (capacity 60 liters) containing circulating water 6 (tap water). An antibacterial tank 4 is connected to the circulating water tank 1 through a pipe 3 having a pump 2 interposed therebetween. In this sterilization tank 4, conductive base materials 5a and 5b made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ 40 mm)) treated in the same manner as in Example 1, copper mesh (thickness) 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ40 mm)), the electrode part which laminated | stacked the electroconductive base materials 5c, 5d, and 5e was installed. Moreover, the reference electrode 8 and the pH sensor 10 were installed and connected to the power source 7 together with the conductive base materials 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e.

制菌槽4には、図5に示すように、導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚、一方、導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚からなる電極を積層して設置している。積層は、導電性基材5a、導電性基材5bの2枚を交互に各10枚配置し、それら20枚の導電性基材(5a及び5b)の間(19箇所)に、導電性基材5cを1枚ずつ計19枚配置し、更に、これら39枚積層された導電性基材の両端に、導電性基材5dを上流側に、導電性基材5eを下流側にそれぞれ配置した。これらの導電性基材5aと5c、5bと5c、5aと5d、5bと5eの各間隔は1mmになるように設置した。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。この導電性基材となる陽極の通電を時間毎に切り換えることにより、陽極となる導電性基材の保護になる。
In the bacteriostatic tank 4, as shown in FIG. 5, there are 10 conductive substrates 5a, 10 conductive substrates 5b, 19 conductive substrates 5c, and 1 conductive substrate 5d. The electrode which consists of 1 sheet and the electroconductive base material 5e is laminated | stacked and installed. In the lamination, two conductive substrates 5a and 5b are alternately arranged, and each of the 20 conductive substrates (5a and 5b) is disposed between the conductive substrates 5a and 5b (19 locations). A total of 19 materials 5c are arranged one by one, and further, the conductive substrate 5d is arranged on the upstream side and the conductive substrate 5e is arranged on the downstream side, respectively, on both ends of the 39 laminated conductive substrates. . These conductive substrates 5a and 5c, 5b and 5c, 5a and 5d, and 5b and 5e were installed so that the distance between them was 1 mm.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of. By switching the energization of the anode serving as the conductive substrate every time, the conductive substrate serving as the anode is protected.

循環水系水槽1に循環水2リットルを循環水量200ミリリットル/minで循環させ、陽極となる導電性基材5aまたは5bに以下に示す制御条件で1時間通電し、本実施例において電解反応が生じるかの有無を確認した。尚、導電性基材5aと5bを陽極として通電する切り換え間隔は10分間とした。
制御条件1:100mA
制御条件2:200mA
Circulating 2 liters of circulating water in the circulating water tank 1 at a circulating water volume of 200 ml / min, and energizing the conductive substrate 5a or 5b serving as the anode for 1 hour under the following control conditions, an electrolytic reaction occurs in this embodiment. The presence or absence was confirmed. In addition, the switching interval for energizing the conductive base materials 5a and 5b as the anode was 10 minutes.
Control condition 1: 100 mA
Control condition 2: 200 mA

(実施例10)
陽極には実施例1と同じ処理をしたチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))で作成した導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚の計20枚と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ30mm))で作成した導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚の計21枚からなる電極を積層して設置している。積層方法は、実施例9と同様にした。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対1.1とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。この導電性基材となる陽極の通電を時間毎に切り換えることにより、陽極となる導電性基材の保護になる。他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。
(Example 10)
A total of 10 conductive base materials 5a and 10 conductive base materials 5b made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)) treated in the same manner as in Example 1 were used for the anode. 20 conductive substrates 5c made of copper mesh (thickness 1mm, SW 3mm, LW 6mm, (dimension φ30mm)), 19 conductive substrates 5d, 1 conductive substrate 5e A total of 21 electrodes are stacked and installed. The lamination method was the same as in Example 9.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying cathode was 1: 1. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of. By switching the energization of the anode serving as the conductive substrate every time, the conductive substrate serving as the anode is protected. Other conditions were the same as in Example 9.

(実施例11)
陽極には実施例1と同じ処理をしたチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))で作成した導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚の計20枚と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ48mm))で作成した導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚の計21枚からなる電極を積層して設置している。積層方法は、実施例9と同様にした。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2.9とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。この導電性基材となる陽極の通電を時間毎に切り換えることにより、陽極となる導電性基材の保護になる。他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。
(Example 11)
A total of 10 conductive base materials 5a and 10 conductive base materials 5b made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)) treated in the same manner as in Example 1 were used for the anode. 20 conductive substrates 5c made of copper mesh (thickness 1mm, SW3mm, LW6mm, (dimension φ48mm)), 19 conductive substrates 5d, 1 conductive substrate 5e A total of 21 electrodes are stacked and installed. The lamination method was the same as in Example 9.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying cathode was set to 1: 2.9. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of. By switching the energization of the anode serving as the conductive substrate every time, the conductive substrate serving as the anode is protected. Other conditions were the same as in Example 9.

(実施例12)
実施例9の導電性基材5c、5d、5eをニッケル製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。
(Example 12)
The conductive substrates 5c, 5d, and 5e of Example 9 were replaced with nickel expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension φ40 mm)), and tests were performed in the same manner as Example 9 except for other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of.

(実施例13)
実施例9の導電性基材5c、5d、5eを亜鉛製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。
(Example 13)
The conductive substrates 5c, 5d, and 5e of Example 9 were replaced with zinc expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension φ40 mm)), and tests were performed in the same manner as Example 9 except for other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of.

(実施例14)
実施例9の導電性基材5c、5d、5eをチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。
(Example 14)
The conductive substrates 5c, 5d, and 5e of Example 9 were replaced with titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension φ40 mm)), and tests were performed in the same manner as Example 9 except for other conditions. At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of.

(実施例15)
実施例9の導電性基材5c、5d、5eをステンレス鋼(SUS304)製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))に交換し、他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。
(Example 15)
The conductive base materials 5c, 5d, and 5e of Example 9 were replaced with stainless steel (SUS304) expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)), and other conditions were tested in the same manner as in Example 9. Carried out. At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of.

(比較例4)
陽極となす導電性基材には実施例1と同じ処理をしたチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))で作成した導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚の計20枚と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ20mm))で作成した導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚の計21枚からなる電極を積層して設置している。積層方法は、実施例9と同様にした。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対0.5とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。
(Comparative Example 4)
10 conductive substrates 5a made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)) treated in the same manner as in Example 1 were used as the conductive substrate serving as the anode. 19 conductive substrates 5c made of copper mesh (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension φ 20 mm)), 19 conductive substrates 5 d, and conductive substrate The electrode which consists of 21 sheets of 1 material 5e is laminated | stacked and installed. The lamination method was the same as in Example 9.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying cathode was set to 1: 0.5. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of. Other conditions were the same as in Example 9.

(比較例5)
陽極となす導電性基材には実施例1と同じ処理をしたチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm(寸法φ40mm))で作成した導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚の計20枚と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ28mm))で作成した導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚の計21枚からなる電極を積層して設置している。積層方法は、実施例9と同様にした。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対1とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。他の条件は実施例9と同様に試験を実施した。
(Comparative Example 5)
10 conductive substrates 5a made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm (dimension 40 mm)) treated in the same manner as in Example 1 were used as the conductive substrate serving as the anode. 19 conductive substrates 5c made of copper mesh (thickness 1mm, SW3mm, LW6mm, (dimension φ28mm)), 19 conductive substrates 5d, 1 conductive substrate The electrode which consists of 21 sheets of 1 material 5e is laminated | stacked and installed. The lamination method was the same as in Example 9.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive base material serving as the current-carrying cathode was 1: 1. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of. Other conditions were the same as in Example 9.

Figure 2008272744
Figure 2008272744

表3に実施例9〜15及び比較例4、5の結果を示す。
この結果より、実施例9〜15は、水の電気分解反応が起こらないレベルのものであった。
一方、比較例4、5は、陰極として通電している際の導電性基材5cまたは5dまたは5eの表面に気泡の発生が確認された。
尚、実施例9〜15の結果において、陽極として通電している導電性基材の出力電圧は、3.0V以下、印加電位が2.0V vs.Ag/AgCl以下、比較例4、5では、陽極として通電している導電性基材の出力電圧3.8V以下、印加電位が2.5V vs.Ag/AgCl以下であった。
Table 3 shows the results of Examples 9 to 15 and Comparative Examples 4 and 5.
From these results, Examples 9 to 15 were at a level where no electrolysis reaction of water occurred.
On the other hand, in Comparative Examples 4 and 5, it was confirmed that bubbles were generated on the surface of the conductive substrate 5c, 5d, or 5e when the cathode was energized.
In the results of Examples 9 to 15, the output voltage of the conductive base material energized as the anode was 3.0 V or less, and the applied potential was 2.0 V vs. In Ag / AgCl or lower, in Comparative Examples 4 and 5, the output voltage of the conductive substrate energized as the anode is 3.8 V or lower, and the applied potential is 2.5 V vs. It was below Ag / AgCl.

<水質への影響1(pH変動確認)>
(実施例16)
実施例2の構成を用い水槽の循環水6の水道水を緩衝液に変更した。
緩衝液はpH4から9に調整した6種類を用いた。尚、pH4、5は10mM−酢酸ナトリウム緩衝液、pH6〜9は10mM−リン酸ナトリウム緩衝液を用いた。
試験条件は、循環水系水槽1に緩衝液2リットルを循環水量200ミリリットル/minで循環させ導電性基材5a、5cに以下に示す制御条件で6時間通電し、本実施例において電解反応が生じるかの有無を確認した。
制御条件1:100mA
制御条件2:200mA
評価は、実施例2と同様に行い、試験終了まで1時間毎のpH測定、更に通電中の導電性基材表面状態を目視により確認を行った。
その結果、試験開始時から試験終了までのpH変動は±0.1以内でほとんど変動がなかった。また、導電性基材表面からの気体の発生、変化も確認されなかった。
<Effect on water quality 1 (confirm pH change)>
(Example 16)
Using the configuration of Example 2, the tap water of the circulating water 6 in the aquarium was changed to a buffer solution.
Six types of buffer solutions adjusted to pH 4 to 9 were used. In addition, pH 4 and 5 used 10 mM sodium acetate buffer, and pH 6 to 9 used 10 mM sodium phosphate buffer.
The test condition is that 2 liters of the buffer solution is circulated in the circulating water tank 1 at a circulating water amount of 200 ml / min, and the conductive substrates 5a and 5c are energized for 6 hours under the control conditions shown below. The presence or absence was confirmed.
Control condition 1: 100 mA
Control condition 2: 200 mA
Evaluation was performed in the same manner as in Example 2, and the pH was measured every hour until the end of the test, and the surface state of the conductive substrate during energization was confirmed visually.
As a result, the pH change from the start of the test to the end of the test was within ± 0.1 and there was almost no change. Moreover, generation | occurrence | production and the change of the gas from the electroconductive base material surface were not confirmed.

(実施例17)
実施例9の構成を用い水槽の循環水6の水道水を緩衝液に変更した。
緩衝液はpH4から9に調整した6種類を用いた。尚、pH4、5は10mM−酢酸ナトリウム緩衝液、pH6〜9は10mM−リン酸ナトリウム緩衝液を用いた。
試験条件は、循環水系水槽1に緩衝液2リットルを循環水量200ミリリットル/minで循環させ陽極となる導電性基材5aまたは5bに以下に示す制御条件で6時間通電し、本実施例において電解反応が生じるかの有無を確認した。尚、導電性基材5aまたは5bとが陽極として通電するための切り換え間隔は10分間とした。
制御条件1:100mA
制御条件2:200mA
評価は、実施例9と同様に行い、試験終了まで1時間毎のpH測定、更に通電中の導電性基材表面状態を目視により確認を行った。
その結果、試験開始時から試験終了までのpH変動は±0.1以内でほとんど変動がなかった。また、導電性基材表面からの気体の発生、変化も確認されなかった。
(Example 17)
The tap water of the circulating water 6 in the water tank was changed to a buffer solution using the configuration of Example 9.
Six types of buffer solutions adjusted to pH 4 to 9 were used. In addition, pH 4 and 5 used 10 mM sodium acetate buffer, and pH 6 to 9 used 10 mM sodium phosphate buffer.
The test conditions were as follows: 2 liters of buffer solution was circulated in the circulating water tank 1 at a circulating water volume of 200 ml / min, and the conductive substrate 5a or 5b serving as the anode was energized for 6 hours under the control conditions shown below. Whether or not a reaction occurred was confirmed. The switching interval for energizing the conductive substrate 5a or 5b as an anode was 10 minutes.
Control condition 1: 100 mA
Control condition 2: 200 mA
Evaluation was performed in the same manner as in Example 9, and the pH was measured every hour until the end of the test, and the surface state of the conductive substrate during energization was visually confirmed.
As a result, the pH change from the start of the test to the end of the test was within ± 0.1 and there was almost no change. Moreover, generation | occurrence | production and the change of the gas from the electroconductive base material surface were not confirmed.

<水質への影響2(塩濃度の違いによる確認)>
(実施例18)
実施例2の構成を用い水槽の循環水6の水道水を人工海水(富田製薬株式会社製マリンアートSF1)に変更した。
試験条件は、実施例2と同様に行い、試験終了後のpH測定、出力電圧、電極電位の測定、更に通電中の導電性基材表面状態を目視により確認を行った。
その結果、pHに変動はなかった(pH変動は±0.1以内)。また、出力電圧は1.5V以下で、電極電位は、導電性基材5aが0.9V vs.Ag/AgCl未満、導電性基材5bが−0.6V vs.Ag/AgCl以下であった。更に、電極からの気体発生もなかった。
また、導電性基材5aからの塩素発生確認のため試験開始時と終了時の人工海水を50ミリリットル採取し測定を行った。測定は、残留塩素電極(97−70BN;Orion Research社製)を用いて測定した。採取した人工海水を10ミリリットルサンプリングし、沃素試薬(Orion Research社製)及び酸試薬(Orion Research社製)をそれぞれ100マイクロリットル添加し、撹拌した。溶液を2分間放置した後、マルチメーター(83MULTIMETER;FLUKE社製)を接続し残留塩素電極により電位を測定し、標準サンプルとの電極電位差から検量線を用いて塩素濃度を求めた。尚、塩素測定限界は、0.2ppmである。標準サンプルは、残留塩素標準液(Orion Research社製)、沃素試薬、酸試薬を各々100マイクロリットル混ぜ2分間撹拌した後、9900マイクロリットルの蒸留水を添加し再度撹拌することにより作成した。
その試験の結果は、採取した試験開始時と終了時どちらの人工海水からも塩素の発生が確認されなかった。
<Effect on water quality 2 (confirmation based on differences in salt concentration)>
(Example 18)
Using the configuration of Example 2, the tap water of the circulating water 6 in the aquarium was changed to artificial seawater (Marine Art SF1 manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.).
The test conditions were the same as in Example 2. The pH was measured after the test was completed, the output voltage and the electrode potential were measured, and the surface state of the conductive substrate during energization was confirmed visually.
As a result, there was no change in pH (pH change was within ± 0.1). The output voltage is 1.5 V or less, and the electrode potential is 0.9 V vs. 0.9 for the conductive substrate 5a. Less than Ag / AgCl, the conductive substrate 5b is −0.6 V vs. It was below Ag / AgCl. Furthermore, there was no gas generation from the electrodes.
In addition, 50 ml of artificial seawater at the start and end of the test was collected and measured for confirmation of chlorine generation from the conductive substrate 5a. The measurement was performed using a residual chlorine electrode (97-70BN; manufactured by Orion Research). Ten milliliters of the collected artificial seawater was sampled, and 100 microliters of iodine reagent (manufactured by Orion Research) and acid reagent (manufactured by Orion Research) were added and stirred. After the solution was allowed to stand for 2 minutes, a multimeter (83 MULTITIMER; manufactured by FLUKE) was connected, the potential was measured with a residual chlorine electrode, and the chlorine concentration was determined using a calibration curve from the electrode potential difference from the standard sample. The chlorine measurement limit is 0.2 ppm. A standard sample was prepared by mixing 100 microliters of residual chlorine standard solution (manufactured by Orion Research), iodine reagent, and acid reagent, respectively, and stirring for 2 minutes, and then adding 9900 microliters of distilled water and stirring again.
As a result of the test, generation of chlorine was not confirmed from the collected artificial seawater at the start and end of the test.

(実施例19)
実施例9の構成を用い水槽の循環水6の水道水を人工海水(富田製薬株式会社製マリンアートSF1)に変更した。
試験条件は、実施例9と同様に行い、試験終了後のpH測定、出力電圧、電極電位の測定、更に通電中の導電性基材表面状態を目視により確認を行った。
その結果、pHに変動はなかった(pH変動は±0.1以内)。また、陽極として通電している導電性基材の出力電圧は1.5V以下で、電極電位は、陽極として通電している際の導電性基材5aまたは5bが0.9V vs.Ag/AgCl未満、陰極として通電している際の導電性基材5cまたは5dまたは5eが−0.6V vs.Ag/AgCl以下であった。更に、電極からの気体発生もなかった。
また、陽極として通電している際の導電性基材5aまたは5bからの塩素発生確認のため試験開始時と終了時の人工海水を50ミリリットル採取し測定を行った。測定は、実施例18と同様に行った。
その試験の結果は、採取した試験開始時と終了時どちらの人工海水からも塩素の発生が確認されなかった。
(Example 19)
Using the configuration of Example 9, the tap water of the circulating water 6 in the aquarium was changed to artificial seawater (Marine Art SF1 manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd.).
The test conditions were the same as in Example 9. The pH was measured after the test was completed, the output voltage and the electrode potential were measured, and the surface state of the conductive substrate during energization was confirmed visually.
As a result, there was no change in pH (pH change was within ± 0.1). In addition, the output voltage of the conductive substrate energized as the anode is 1.5 V or less, and the electrode potential is 0.9 V vs. 0.1 V when the conductive substrate 5 a or 5 b is energized as the anode. Less than Ag / AgCl, the conductive substrate 5c or 5d or 5e when being energized as a cathode is −0.6 V vs. It was below Ag / AgCl. Furthermore, there was no gas generation from the electrodes.
Further, 50 milliliters of artificial seawater at the start and end of the test was collected and measured for confirmation of chlorine generation from the conductive substrate 5a or 5b when the anode was energized. The measurement was performed in the same manner as in Example 18.
As a result of the test, generation of chlorine was not confirmed from the collected artificial seawater at the start and end of the test.

(実施例20)
本発明の実施例を実施するために用いた、循環水制菌装置の構成を図6に示す。
図6に示される循環水系水槽1は、循環水6において水生生物を収容した淡水で充填した水槽(容量60リットル)を示す。この、循環水系水槽1にはポンプ2を介装した配管3を介して制菌槽4が接続されている。この制菌槽4には、実施例1と同様に処理したチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、銅メッシュ(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm、(寸法φ40mm))で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5bが両端に1枚ずつ設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
図6において導電性基材5a、5c及び参照極8を配置し、電源7に接続した。
上記循環水制菌電極ユニットの循環水系水槽1に循環水を循環水量5リットル/minで循環させ導電性基材5a、5cを以下に示す制御条件で通電しながら25℃に保った温室中で1ヶ月間試験を実施し、本実施例の効果を確認した。
制御条件1:100mA常時通電
制御条件2:200mA常時通電
(Example 20)
FIG. 6 shows the configuration of the circulating water sterilization apparatus used for carrying out the examples of the present invention.
A circulating water tank 1 shown in FIG. 6 is a tank (capacity 60 liters) filled with fresh water containing aquatic organisms in the circulating water 6. A sterilization tank 4 is connected to the circulating water tank 1 through a pipe 3 having a pump 2 interposed therebetween. In this antibacterial tank 4, one conductive base material 5a (dimension 40 mm) made of a titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm) treated in the same manner as in Example 1, and a copper mesh (thickness) Ten electrode units composed of two conductive base materials 5c made with a thickness of 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm, (dimension 40 mm) are installed. In the configuration of this set of electrode units, one conductive base material 5b is installed at each end with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.
In FIG. 6, conductive base materials 5 a and 5 c and a reference electrode 8 are arranged and connected to a power source 7.
Circulating the circulating water in the circulating water system tank 1 of the circulating water control electrode unit at a circulating water volume of 5 liters / min, and keeping the conductive substrates 5a and 5c at 25 ° C. while energizing them under the control conditions shown below. A test was conducted for one month to confirm the effect of this example.
Control condition 1: 100 mA always energized Control condition 2: 200 mA always energized

(実施例21)
実施例20に用いた同じ循環水系水槽1を用いて、この循環水系水槽1にはポンプ2を介装した配管3を介して制菌槽4が接続されている。この制菌槽4には、実施例1と同様に処理したチタン製板(厚さ1mm、50mm×300mm)で作成した1枚の導電性基材5aと、銅板(t0.5mm×50mm×300mm)で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニット10組が循環水の流れ方向に対して各電極板が並行になる様長手方向平行に積層されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚ずつ設置されている(図7)。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は0.5mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
図6において導電性基材5a、5c及び参照極8を配置し、電源7に接続した。
上記循環水制菌電極ユニットの循環水系水槽1に循環水を循環水量5リットル/minで循環させ導電性基材5a、5cを以下に示す制御条件で通電しながら25℃に保った温室中で1ヶ月間試験を実施し、本実施例の効果を確認した。
制御条件1:100mA常時通電
制御条件2:200mA常時通電
(Example 21)
Using the same circulating water system tank 1 used in Example 20, a bacteriostatic tank 4 is connected to the circulating water system tank 1 through a pipe 3 having a pump 2 interposed therebetween. In this sterilization tank 4, one conductive base material 5a made of a titanium plate (thickness 1 mm, 50 mm × 300 mm) treated in the same manner as in Example 1, and a copper plate (t0.5 mm × 50 mm × 300 mm) 10) of electrode units composed of the two conductive base materials 5c prepared in (1) are stacked in parallel in the longitudinal direction so that the electrode plates are parallel to the direction of flow of the circulating water. In the configuration of this set of electrode units, one conductive substrate 5c is installed at each end with the conductive substrate 5a in the middle (FIG. 7). Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 0.5 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.
In FIG. 6, conductive base materials 5 a and 5 c and a reference electrode 8 are arranged and connected to a power source 7.
Circulating the circulating water in the circulating water system tank 1 of the circulating water control electrode unit at a circulating water volume of 5 liters / min, and keeping the conductive substrates 5a and 5c at 25 ° C. while energizing them under the control conditions shown below. A test was conducted for one month to confirm the effect of this example.
Control condition 1: 100 mA always energized Control condition 2: 200 mA always energized

(実施例22)
実施例20に用いた同じ循環水系水槽1を用いて、この循環水系水槽1にはポンプ2を介装した配管3を介して制菌槽4が接続されている。この制菌槽4には、金属酸化物被覆処理したチタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した1枚の導電性基材5a(寸法φ40mm)と、チタン製エキスパンドメタル(厚さ1mm、SW3mm、LW6mm)で作成した2枚の導電性基材5cから成る電極ユニットが10組設置されている。この1組の電極ユニットの構成は導電性基材5aを中間に導電性基材5cが両端に1枚毎に設置されている。さらに、これらの導電性基材5a、5cの間隔は1mmになるように設置した。尚、このときの陽極の表面積と陰極の表面積の比率は、1対2とした。
また、導電性基材5aは以下のような金属酸化物被覆処理を施した。
(Example 22)
Using the same circulating water system tank 1 used in Example 20, a bacteriostatic tank 4 is connected to the circulating water system tank 1 through a pipe 3 having a pump 2 interposed therebetween. The antibacterial tank 4 includes one conductive base material 5a (size φ40 mm) made of titanium expanded metal (thickness 1 mm, SW 3 mm, LW 6 mm) coated with metal oxide, and titanium expanded metal (thickness). 10 sets of electrode units composed of two conductive base materials 5c made with a thickness of 1 mm, SW 3 mm, and LW 6 mm are installed. In the configuration of this set of electrode units, the conductive base material 5a is placed at both ends with the conductive base material 5a in the middle. Furthermore, these conductive base materials 5a and 5c were installed so that the distance between them was 1 mm. At this time, the ratio of the surface area of the anode to the surface area of the cathode was 1: 2.
In addition, the conductive substrate 5a was subjected to the following metal oxide coating treatment.

チタン製エキスパンドメタルをエチルアルコールで脱脂洗浄した後、20℃の8重量%フッ化水素酸と、60重量%硫酸を含む水溶液中で1分間処理した。チタン製エキスパンドメタルを硫酸溶液中から取り出し、大気中で水洗した。また、この時のチタン基材表面の平均粗さ(Ra)は0.3μmであった。次いで、大気中、400℃で30分間熱処理し、導電性酸化チタン層を形成させた。次いで、塩化イリジウム酸(HIrCl・6HO)およびタンタルエトキシド(Ta(OC)をブタノールに個々溶解して、組成比が金属換算に基づく60モル%の酸化イリジウムと40モル%の酸化タンタルとからなるように配合し、イリジウム(Ir)とタンタル(Ta)の金属濃度の合計が50g・dm−3である溶液をメスピペットで1dm当たり0.4cm秤量し、それを上記チタン基材上に塗布した後、室温で20分間乾燥させ、次いで大気中、530℃で10分間焼成した。酸化イリジウム及び酸化タンタルの担持量は金属換算でそれぞれ0.020g・dm−2、0.014g・dm−2であった。以上の工程で、チタン基材表面上に、導電性酸化チタン層を形成し、その上に金属換算に基づく60モル%の酸化イリジウムと40モル%の酸化タンタルの混合酸化物を担持させた。
こうして、タンタルやイリジウム等の複合酸化物が点在した酸化被膜を有したチタン板(導電性基材5a)が得られた。
The titanium expanded metal was degreased and washed with ethyl alcohol, and then treated for 1 minute in an aqueous solution containing 8% by weight hydrofluoric acid at 20 ° C. and 60% by weight sulfuric acid. The titanium expanded metal was taken out from the sulfuric acid solution and washed with water in the atmosphere. Moreover, the average roughness (Ra) of the titanium base material surface at this time was 0.3 micrometer. Next, heat treatment was performed in the atmosphere at 400 ° C. for 30 minutes to form a conductive titanium oxide layer. Then each dissolved chloroiridic acid (H 2 IrCl 6 · 6H 2 O) and tantalum ethoxide (Ta (OC 2 H 5) 5) to butanol, 60 mol% of iridium oxide composition ratio is based on metal conversion And 40 mol% tantalum oxide, and a total amount of iridium (Ir) and tantalum (Ta) metal concentration of 50 g · dm −3 is measured by 0.4 cm 3 per 1 dm 2 with a measuring pipette. Then, it was coated on the titanium substrate, dried at room temperature for 20 minutes, and then baked in air at 530 ° C. for 10 minutes. Loading of iridium oxide and tantalum oxide each in terms of metal 0.020 g · dm -2, was 0.014 g · dm -2. Through the above steps, a conductive titanium oxide layer was formed on the surface of the titanium substrate, and a mixed oxide of 60 mol% iridium oxide and 40 mol% tantalum oxide based on metal conversion was supported thereon.
In this way, a titanium plate (conductive substrate 5a) having an oxide film interspersed with complex oxides such as tantalum and iridium was obtained.

図6において、上記ように作製した導電性基材5aと5c及び参照極8を配置し、電源7に接続した。
上記循環水制菌電極ユニットの循環水系水槽1に循環水を循環水量5リットル/minで循環させ導電性基材5a、5cを以下に示す制御条件で通電しながら25℃に保った温室中で1ヶ月間試験を実施し、本実施例の効果を確認した。
制御条件1:100mA常時通電
制御条件2:200mA常時通電
In FIG. 6, the conductive substrates 5 a and 5 c and the reference electrode 8 produced as described above are arranged and connected to the power source 7.
Circulating the circulating water in the circulating water system tank 1 of the circulating water control electrode unit at a circulating water volume of 5 liters / min, and keeping the conductive substrates 5a and 5c at 25 ° C. while energizing them under the control conditions shown below. A test was conducted for one month to confirm the effect of this example.
Control condition 1: 100 mA always energized Control condition 2: 200 mA always energized

(実施例23)
実施例9の構成を用い、循環水6として水生生物を収容した淡水を使用した。循環水系水槽1に循環水を循環水量5リットル/minで循環させ陽極となる導電性基材5aまたは5bを以下に示す制御条件で通電しながら25℃に保った温室中で1ヶ月間試験を実施し、本実施例の効果を確認した。尚、導電性基材5aと5bとが陽極として通電するための切り換え間隔は10分間とした。
制御条件1:100mA常時通電
制御条件2:200mA常時通電
(Example 23)
Using the configuration of Example 9, fresh water containing aquatic organisms was used as circulating water 6. Circulating the circulating water in the circulating water tank 1 at a circulating water volume of 5 liters / min, and conducting the test for one month in a greenhouse maintained at 25 ° C. while energizing the conductive substrate 5a or 5b serving as the anode under the control conditions shown below. The effect of this example was confirmed. The switching interval for energizing the conductive substrates 5a and 5b as anodes was 10 minutes.
Control condition 1: 100 mA always energized Control condition 2: 200 mA always energized

(実施例24)
実施例23に用いた同じ循環水系水槽1を用いて、制菌槽4を、以下に説明するものに交換した。制菌槽4には、図8に示すように、実施例1と同様に処理したチタン製板(厚さ1mm、50mm×300mm)で作成した導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚の計20枚と、銅板(t0.5mm×50mm×300mm)で作成した導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚の計21枚からなる電極を積層して設置している。積層方法は、実施例8と同様にしたが、各導電性基材面と、制菌槽4に出入りする水流の方向が平行になるようにし、導電性基材5aと5c、5bと5c、5aと5d、5bと5eの各間隔は0.5mmとした。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。
循環水系水槽1に循環水を循環水量5リットル/minで循環させ陽極となる導電性基材5aまたは5bを以下に示す制御条件で通電しながら25℃に保った温室中で1ヶ月間試験を実施し、本実施例の効果を確認した。尚、導電性基材5aと5bを陽極として通電する切り換え間隔は10分間とした。
制御条件1:100mA常時通電
制御条件2:200mA常時通電
(Example 24)
Using the same circulating water system tank 1 used in Example 23, the bacteriostatic tank 4 was replaced with the one described below. As shown in FIG. 8, the antibacterial tank 4 includes 10 conductive base materials 5 a made of a titanium plate (thickness 1 mm, 50 mm × 300 mm) treated in the same manner as in Example 1. 19 pieces of the conductive base material 5c made of copper plate (t0.5 mm × 50 mm × 300 mm), 19 pieces of the conductive base material 5d, and 1 piece of the conductive base material 5e. A total of 21 electrodes are stacked and installed. The laminating method was the same as in Example 8. However, the conductive substrates 5a and 5c, 5b and 5c, each conductive substrate surface and the direction of the water flow in and out of the sterilization tank 4 were parallel to each other. Each interval between 5a and 5d, 5b and 5e was 0.5 mm.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of.
Circulating the circulating water in the circulating water tank 1 at a circulating water volume of 5 liters / min, and conducting the test for one month in a greenhouse maintained at 25 ° C. while energizing the conductive substrate 5a or 5b serving as the anode under the control conditions shown below. The effect of this example was confirmed. In addition, the switching interval for energizing the conductive base materials 5a and 5b as the anode was 10 minutes.
Control condition 1: 100 mA always energized Control condition 2: 200 mA always energized

(実施例25)
実施例23に用いた同じ循環水系水槽1を用いて、制菌槽4を、以下に説明するものに交換した。制菌槽4には、図8に示すように、実施例22と同様に処理したチタン製板(厚さ1mm、50mm×300mm)で作成した導電性基材5aが10枚、導電性基材5bが10枚の計20枚と、チタン板(t0.5mm×50mm×300mm)で作成した導電性基材5cが19枚、導電性基材5dが1枚、導電性基材5eが1枚の計21枚からなる電極を積層して設置している。積層方法は、実施例9と同様にしたが、各導電性基材面と、制菌槽4に出入りする水流の方向が平行になるようにし、導電性基材5aと5c、5bと5c、5aと5d、5bと5eの各間隔は0.5mmとした。
尚、このときの通電している陽極となる導電性基材の表面積と通電している陰極となる導電性基材の表面積の比率は、1対2とした。即ち、導電性基材5aを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5dを陰極として通電し、導電性基材5b及び5eを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5aとその両側に配置される導電性基材5c及び5dから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。また、導電性基材5bを陽極として通電する際には、導電性基材5c及び5eを陰極として通電し、導電性基材5a及び5dを自然電位にする。このときの1組の電極ユニットの構成は、通電している1枚の導電性基材5bとその両側に配置される導電性基材5c及び5eから構成され、電極部は10組の電極ユニットからなっている。
循環水系水槽1に循環水を循環水量5リットル/minで循環させ陽極となる導電性基材5aまたは5bを以下に示す制御条件で通電しながら25℃に保った温室中で1ヶ月間試験を実施し、本実施例の効果を確認した。尚、導電性基材5aと5bを陽極として通電する切り換え間隔は10分間とした。
制御条件1:100mA常時通電
制御条件2:200mA常時通電
(Example 25)
Using the same circulating water system tank 1 used in Example 23, the bacteriostatic tank 4 was replaced with the one described below. As shown in FIG. 8, the antibacterial tank 4 includes 10 conductive base materials 5 a made of a titanium plate (thickness 1 mm, 50 mm × 300 mm) processed in the same manner as in Example 22. 19 conductive substrates 5c made of titanium plates (t0.5 mm × 50 mm × 300 mm), 19 conductive substrates 5d, and 1 conductive substrate 5e A total of 21 electrodes are stacked and installed. The laminating method was the same as in Example 9, except that the surface of each conductive substrate and the direction of the water flowing into and out of the sterilization tank 4 were parallel to each other, and the conductive substrates 5a and 5c, 5b and 5c, Each interval between 5a and 5d, 5b and 5e was 0.5 mm.
At this time, the ratio of the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying anode and the surface area of the conductive substrate serving as the current-carrying cathode was 1: 2. That is, when the conductive substrate 5a is energized with the anode as the anode, the conductive substrates 5c and 5d are energized as the cathode, and the conductive substrates 5b and 5e are set to the natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5a that is energized and conductive bases 5c and 5d that are arranged on both sides thereof, and the electrode portion is composed of 10 sets of electrode units. It is made up of. Further, when the conductive substrate 5b is energized with the anode as an anode, the conductive substrates 5c and 5e are energized with the cathode as a cathode, so that the conductive substrates 5a and 5d have a natural potential. The configuration of one set of electrode units at this time is composed of one conductive base 5b that is energized and conductive bases 5c and 5e disposed on both sides of the conductive base 5b. It is made up of.
Circulating the circulating water in the circulating water tank 1 at a circulating water volume of 5 liters / min, and conducting the test for one month in a greenhouse maintained at 25 ° C. while energizing the conductive substrate 5a or 5b serving as the anode under the control conditions shown below. The effect of this example was confirmed. In addition, the switching interval for energizing the conductive base materials 5a and 5b as the anode was 10 minutes.
Control condition 1: 100 mA always energized Control condition 2: 200 mA always energized

(比較例6)
実施例22に用いた同型の循環水系水槽1に、循環水を循環水量5リットル/minで循環させ導電性基材5a、5cに通電を行わず1ヶ月間試験を実施した。
(Comparative Example 6)
Circulating water was circulated in the circulating water tank 1 of the same type used in Example 22 at a circulating water amount of 5 liters / min, and the conductive base materials 5a and 5c were not energized, and a test was conducted for one month.

(比較例7)
実施例25に用いた同型の循環水系水槽1に、循環水を循環水量5リットル/minで循環させ導電性基材5a、5b、5c、5d、5eに通電を行わず1ヶ月間試験を実施した。
(Comparative Example 7)
Circulating water is circulated at a circulating water volume of 5 liters / min in the same circulating water tank 1 used in Example 25, and the conductive base materials 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e are not energized for one month. did.

上記実施例20〜25及び比較例6、7の試験結果の確認は、以下のようにして行った。制菌効果については、水槽内の水の色の変化を目視判定して行った。さらに通電を行った循環水系の循環水を観測時に採取しpH測定を行った。その結果、実施例20〜25の通電を行った本発明の循環水制菌装置は、微生物の増殖による水槽内壁の汚れや、水の色の変化がないことから、制菌効果があった。また、pHの変動がなかった。さらに、陰極には、目視によれば、アルカリ性白色析出物(マグネシウム、カルシウムを主成分とする)は確認されなかった。また、試験期間中導電性基材からのガス発生は確認されなかった。
一方、比較例6、7の場合、1週間目から微生物の増殖による水槽内壁の汚れが確認され、1ヶ月後には内部全面が微生物皮膜、藻類等により覆われてしまった。
The test results of Examples 20 to 25 and Comparative Examples 6 and 7 were confirmed as follows. The antibacterial effect was determined by visually judging the change in the color of water in the water tank. Furthermore, the circulating water of the circulating water system that was energized was collected during observation and the pH was measured. As a result, the circulating water sterilization apparatus of the present invention that was energized in Examples 20 to 25 had a sterilizing effect because there was no dirt on the inner wall of the aquarium due to the growth of microorganisms and no change in water color. Moreover, there was no fluctuation | variation of pH. Further, no alkaline white precipitate (mainly composed of magnesium and calcium) was confirmed on the cathode by visual observation. Further, gas generation from the conductive substrate was not confirmed during the test period.
On the other hand, in Comparative Examples 6 and 7, the stain on the inner wall of the water tank due to the growth of microorganisms was confirmed from the first week, and the entire inner surface was covered with microbial films, algae and the like after one month.

実施例中図2〜8は、装置図面が煩雑にならないよう単純な構成を模式的に表現したものであり、図9は電源のブロック図を表現したものである。本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。また、各実施例において、同じ構成については同じ参照符号を付けた。   In the embodiment, FIGS. 2 to 8 schematically represent a simple configuration so that the apparatus drawings are not complicated, and FIG. 9 represents a block diagram of a power source. The present invention is not limited to the following examples, and includes various modifications within the technical scope of the present invention. Moreover, in each Example, the same referential mark was attached | subjected about the same structure.

以上から、本発明の循環水制菌装置の電極部の通電している陽極となす導電性基材は制菌、有機物の酸化分解を行う。また、通電している陰極となす導電性基材で電解に伴う気体の発生がない、つまり、陰極の機能は、陽極で電気化学反応を生じるために必要な電子移動のみに寄与する。
従って、本発明の循環水制菌装置は、初期の水質を保持しながら、制菌効果を有し、生物汚損による汚れについてメンテンナンスフリーを実現可能にするものである。
また、通電する導電性基材を切り換える機能により、通電している導電性基材を時間毎に切り換えて使用することにより、導電性基材の劣化速度を保護することができると共に、通電している導電性基材と電源部間に断線等の問題が発生した場合には、通電できる導電性基材に切り換えての使用が可能であり、連続稼働時間を長くすることへ寄与するものである。
As mentioned above, the electroconductive base material used as the anode which has supplied electricity of the electrode part of the circulating water antimicrobial apparatus of this invention performs antimicrobial and oxidative decomposition of organic substance. In addition, there is no gas generation due to electrolysis in the conductive base material that becomes the energized cathode, that is, the function of the cathode contributes only to the electron transfer necessary for causing an electrochemical reaction at the anode.
Therefore, the circulating water sterilization apparatus of the present invention has a sterilizing effect while maintaining the initial water quality, and makes it possible to realize maintenance-free for contamination due to biological fouling.
In addition, the function of switching the conductive base material to be energized can be used to protect the deterioration rate of the conductive base material by switching the conductive base material being energized every time and If a problem such as disconnection occurs between the conductive base material and the power source, it can be used by switching to a conductive base material that can be energized, which contributes to extending the continuous operation time. .

本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の構成図Configuration diagram of the circulating water sterilization apparatus used in the examples of the present invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の構成図Configuration diagram of the circulating water sterilization apparatus used in the examples of the present invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の電極部構成図The electrode part block diagram of the circulating water control apparatus used for the Example of this invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の構成図Configuration diagram of the circulating water sterilization apparatus used in the examples of the present invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の電極部構成図The electrode part block diagram of the circulating water control apparatus used for the Example of this invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の構成図Configuration diagram of the circulating water sterilization apparatus used in the examples of the present invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の電極部構成図The electrode part block diagram of the circulating water control apparatus used for the Example of this invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の電極部構成図The electrode part block diagram of the circulating water control apparatus used for the Example of this invention 本発明の実施例に用いた循環水制菌装置の電源内の出力制御基板のブロック図The block diagram of the output control board in the power supply of the circulating water control apparatus used for the Example of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 循環水系水槽
2 ポンプ
3 配管
4 制菌槽
5a、5b、5c、5d、5e 導電性基材
6 循環水(水道水・人工海水・緩衝液・水生生物を収容した淡水)
7 電源
8 参照極
9 パッキン(Oリング)
10 pHセンサ
11 流量センサ
12 CPU
13 通信用インターフェース
14 データ処理部
15 FLASHメモリ
16 RAM
17 タイマ
18 スピーカー
19 LED
21 D/A変換器
22、23 A/D変換器
24、25、26 アンプ
27 電流検出抵抗
28 リレー
29 FET
30、31、32 A/D変換器
33、34、35 アンプ
37 出力制御基板
101、102、103、104 アナログ部
201、202、203、204 導電性基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circulating water system tank 2 Pump 3 Piping 4 Antibacterial tank 5a, 5b, 5c, 5d, 5e Conductive base material 6 Circulating water (fresh water containing tap water, artificial seawater, buffer solution, aquatic organism)
7 Power supply 8 Reference electrode 9 Packing (O-ring)
10 pH sensor 11 Flow sensor 12 CPU
13 Communication Interface 14 Data Processing Unit 15 FLASH Memory 16 RAM
17 Timer 18 Speaker 19 LED
21 D / A converter 22, 23 A / D converter 24, 25, 26 Amplifier 27 Current detection resistor 28 Relay 29 FET
30, 31, 32 A / D converters 33, 34, 35 Amplifier 37 Output control boards 101, 102, 103, 104 Analog units 201, 202, 203, 204 Conductive base material

Claims (6)

複数の導電性基材を積層して成る電極部を有し、該導電性基材から成る陽極と陰極間に通電し、電気化学反応により陽極表面で直接/間接接触により該陽極表面近傍に存在する微生物を制菌し、循環水を処理する循環水制菌装置であって、陽極として作用させる1枚の導電性基材の両側に配置させたそれぞれ少なくとも1枚以上の導電性基材を陰極として作用させる電極ユニットの1つ以上の集合体で電極部を成していることを特徴とする循環水制菌装置 It has an electrode part composed of a plurality of conductive base materials, and it is energized between the anode and the cathode made of the conductive base material, and exists near the anode surface by direct / indirect contact on the anode surface by electrochemical reaction. A circulating water sterilization apparatus for sterilizing microorganisms to be treated and treating circulating water, wherein at least one conductive substrate disposed on both sides of one conductive substrate to act as an anode is a cathode A circulating water control device characterized in that an electrode part is formed by one or more aggregates of electrode units that act as 前記電極ユニットにおいて、陽極として作用させる1枚の導電性基材の両側に配置させたそれぞれ少なくとも1枚以上の導電性基材を陰極として作用させると共に、前記陽極として作用させる1枚の導電性基材の表面積に対する前記陰極として作用させる複数の導電性基材の表面積の和の比率が1を超え3未満となるように、前記各導電性基材に選択的に通電可能であることを特徴とする請求項1記載の循環水制菌装置。 In the electrode unit, at least one conductive substrate disposed on both sides of one conductive substrate that acts as an anode acts as a cathode and one conductive group that acts as the anode Each conductive substrate can be selectively energized such that the ratio of the sum of the surface areas of the plurality of conductive substrates that act as the cathode to the surface area of the material is greater than 1 and less than 3. The circulating water control device according to claim 1. 前記電極ユニットにおいて、少なくとも前記陰極として作用させる導電性基材は、開口径がその板厚より大きい複数の開口を有することを特徴とする請求項1乃至2記載の循環水制菌装置。 3. The circulating water sterilization apparatus according to claim 1, wherein at least the conductive base material acting as the cathode in the electrode unit has a plurality of openings having an opening diameter larger than a plate thickness thereof. 前記電極ユニットにおいて、前記陽極は、表面の一部又は全部が、少なくとも白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、マンガン、コバルト、スズ、アンチモンの酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物の中から選ばれた1つを含む導電性基材から成り、
且つ、前記陰極は、表面の一部又は全部が、少なくとも銅、亜鉛、スズ、鉛、ニッケル、チタン、チタン合金、ステンレス鋼のいずれかからなる導電性基材であることを特徴とする請求項1乃至3記載の循環水制菌装置。
In the electrode unit, a part or all of the surface of the anode is selected from oxides of at least platinum, ruthenium, rhodium, palladium, iridium, titanium, zirconium, niobium, tantalum, manganese, cobalt, tin, and antimony. Comprising a conductive substrate comprising one selected from a single metal oxide or a mixed metal oxide or a composite metal oxide;
The cathode has a conductive substrate made of at least one of copper, zinc, tin, lead, nickel, titanium, titanium alloy, and stainless steel. The circulating water control apparatus according to 1 to 3.
前記電極部を構成する複数の導電性基材において、陽極として作用させる導電性基材を一定時間毎に変更し、選択的に通電可能であることを特徴とする請求項1乃至4記載の循環水制菌装置。 5. The circulation according to claim 1, wherein, in the plurality of conductive base materials constituting the electrode portion, the conductive base material that acts as an anode is changed at regular intervals and can be selectively energized. Water control device. 前記電極部を構成する複数の導電性基材において、陽極として作用させる導電性基材への電圧と電流を計測し、異常があった場合には、通電を停止し、別の導電性基材を陽極として作用させる様、選択的に通電可能であることを特徴とする請求項1乃至5記載の循環水制菌装置。
In the plurality of conductive base materials constituting the electrode part, the voltage and current to the conductive base material acting as the anode are measured, and when there is an abnormality, the energization is stopped and another conductive base material is used. The circulating water sterilization device according to claim 1, wherein the device can be selectively energized so as to act as an anode.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010069441A (en) * 2008-09-19 2010-04-02 Sanyo Electric Co Ltd Electrolytic water generator and sterilization system
CN102328972A (en) * 2011-10-27 2012-01-25 大连理工大学 Device and method for treating waste water and preparing hydrogen simultaneously

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