JP2012075973A - Method of generating ion water, and ion water generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水の電気分解を利用してイオン水を生成する方法、及び水の電気分解を利用してイオン水を生成するイオン水生成装置に関するものである。 The present invention relates to a method for generating ionic water using electrolysis of water, and an ionic water generator for generating ionic water using electrolysis of water.
従来より、水の電気分解を利用してイオン水を生成するイオン水生成装置が知られている。そして、このイオン水生成装置の中には、特許文献１に示すように、飲用に適した高純度のイオン水を生成するものが開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ionic water generating apparatus that generates ionic water using electrolysis of water is known. And in this ionic water production | generation apparatus, as shown in patent document 1, what produces | generates the high purity ionic water suitable for drinking is disclosed.
特許文献１のイオン水生成装置は、原水を透過水（蒸留水）及び濃縮水に分ける逆浸透膜を備えている。特許文献１では、まず、上記濃縮水を電気分解する。ここで、蒸留水ではなく濃縮水を電気分解するのは、該濃縮水には比較的多くの不純物が含まれており、電気分解のための電気が流れやすいからである。一般に、２００μＳ／ｃｍ程度の水（例えば、水道水）であれば十分に電気分解が可能である。そして、この電気分解によって生成されたイオン水に不純物の少ない蒸留水を加える。これにより、飲用に適した高純度のイオン水を生成している。 The ionic water generator of Patent Document 1 includes a reverse osmosis membrane that divides raw water into permeated water (distilled water) and concentrated water. In Patent Document 1, first, the concentrated water is electrolyzed. Here, the reason why the concentrated water, not distilled water, is electrolyzed is that the concentrated water contains a relatively large amount of impurities, and electricity for electrolysis is likely to flow. Generally, water of about 200 μS / cm (for example, tap water) can be sufficiently electrolyzed. And distilled water with few impurities is added to the ionic water produced | generated by this electrolysis. Thereby, the high purity ionized water suitable for drinking is produced | generated.
このように、従来のイオン水生成装置の場合、電気分解で生成したイオン水に蒸留水を加えなければならず、高純度のイオン水を生成するためのに手間がかかった。 Thus, in the case of the conventional ionic water production | generation apparatus, distilled water had to be added to the ionic water produced | generated by electrolysis, and it took the effort to produce | generate high purity ionic water.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、水の電気分解を利用してイオン水を生成する方法において、できるだけ手間をかけずに高純度のイオン水を生成することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to generate high-purity ionic water with as little effort as possible in a method for generating ionic water using electrolysis of water. It is in.
第１の発明は、蒸留水に浸漬した電極対（2,3）間に放電場（B）が介在した電流経路を形成して電気分解を行い、且つ上記放電場（B）内にストリーマ放電が生起されるように上記電極対（2,3）に電圧を印加することを特徴としている。 In the first invention, electrolysis is performed by forming a current path with a discharge field (B) interposed between a pair of electrodes (2, 3) immersed in distilled water, and streamer discharge is generated in the discharge field (B). A voltage is applied to the electrode pair (2, 3) so as to occur.
第１の発明では、上記電極対（2,3）に所定の直流電圧を印加すると、上記蒸留水で電気分解が起き、上記電極対（2,3）間に放電場（B）を含む電流経路が形成される。 In the first invention, when a predetermined DC voltage is applied to the electrode pair (2, 3), electrolysis occurs in the distilled water, and a current including a discharge field (B) between the electrode pair (2, 3). A path is formed.
ここで、従来のイオン水の生成方法では、図４に示すように、電極対（2,3）間に形成される電流経路に放電場（B）は含まれない。尚、図４において、Ｒ１は電極表面の反応抵抗を示し、Ｒ２は水の電気抵抗を示している。そして、蒸留水（１μＳ／ｃｍ程度の水）の場合には、これらの抵抗（R1,R2）が非常に大きい。このことから、上記蒸留水で電気分解を起こすためには、上記電極対（2,3）間に非常に高い電圧を印加しなければならない。このとき、上記電極対（2,3）間には、多くの電流が流れる。このため、従来の方法で蒸留水を電気分解するのは、省電力の観点から好ましくない。 Here, in the conventional method of generating ionic water, as shown in FIG. 4, the discharge field (B) is not included in the current path formed between the electrode pair (2, 3). In FIG. 4, R1 represents the reaction resistance on the electrode surface, and R2 represents the electrical resistance of water. And in the case of distilled water (water of about 1 μS / cm), these resistances (R1, R2) are very large. Therefore, in order to cause electrolysis with the distilled water, a very high voltage must be applied between the electrode pair (2, 3). At this time, a large amount of current flows between the electrode pairs (2, 3). For this reason, it is not preferable from the viewpoint of power saving to electrolyze distilled water by a conventional method.
一方、本発明では、図５に示すように、上記電極対（2,3）間に放電場（B）（例えば、気泡）を含んだ電流経路が形成される。尚、図５において、Ｒ１は電極表面の反応抵抗を示し、Ｒ２は水の電気抵抗を示し、Ｒ３は気泡の電気抵抗を示す。そして、この気泡が、上記電極対（2,3）間で水中を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、上記電極対（2,3）間に高い電圧を印加した場合に、上記電極対（2,3）間の漏れ電流が抑制され、電極対（2,3）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、気泡内では、絶縁破壊に伴いストリーマ放電が生起する。 On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 5, a current path including a discharge field (B) (for example, bubbles) is formed between the electrode pair (2, 3). In FIG. 5, R1 represents the reaction resistance of the electrode surface, R2 represents the electric resistance of water, and R3 represents the electric resistance of the bubbles. The bubbles function as a resistance that prevents conduction between the electrode pair (2, 3) through water. As a result, when a high voltage is applied between the electrode pair (2, 3), the leakage current between the electrode pair (2, 3) is suppressed, and the desired value is obtained between the electrode pair (2, 3). The potential difference is maintained. Then, in the bubble, streamer discharge occurs due to dielectric breakdown.
又、このストリーマ放電では、気泡内を間欠的に電流が流れる。このため、本発明のイオン水の生成方法は、上述した従来のイオン水の生成方法に比べて、上記電極対（2,3）間を流れる電流の量が少ない。このように、本発明のイオン水の生成方法では、従来よりも低い電流で蒸留水を電気分解することができるようになる。 In this streamer discharge, a current flows intermittently in the bubbles. For this reason, the method for producing ionic water of the present invention has a smaller amount of current flowing between the electrode pair (2, 3) than the conventional method for producing ionic water described above. Thus, in the method for producing ionic water of the present invention, distilled water can be electrolyzed at a lower current than in the past.
第２の発明は、蒸留水が供給される電解槽（20）と、上記電解槽（20）内に位置する電極対（2,3）と該電極対（2,3）に電気的に接続された電源部（4）とを有する電極ユニット部（1）とを備え、上記電極ユニット部（1）は、上記電源部（4）から上記電極対（2,3）へ直流電圧を印加することにより、上記電解槽（20）の蒸留水に電気分解を起して上記電極対（2,3）間に放電場（B）が介在した電流経路を形成するとともに、上記放電場（B）内にストリーマ放電を生起させることを特徴としている。 The second invention is an electrolyzer (20) to which distilled water is supplied, an electrode pair (2,3) located in the electrolyzer (20), and an electrical connection to the electrode pair (2,3). And an electrode unit part (1) having a power supply part (4), wherein the electrode unit part (1) applies a DC voltage from the power supply part (4) to the electrode pair (2, 3). As a result, electrolysis is caused in distilled water of the electrolytic cell (20) to form a current path in which a discharge field (B) is interposed between the electrode pair (2, 3), and the discharge field (B) It is characterized by causing a streamer discharge inside.
第２の発明では、上記電極ユニット部（1）において、上記電極対（2,3）間に直流電圧が印加されると、上記電解槽（20）の水中に電気分解が起きる。そして、上記電極対（2,3）間に放電場（B）を含む電流経路が形成される。この放電場（B）は、上記電極対（2,3）間で水中を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、上記電極対（2,3）間に高い電圧を印加した場合に、上記電極対（2,3）間の漏れ電流が抑制され、電極対（2,3）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、放電場（B）内では、絶縁破壊に伴いストリーマ放電が生起する。 In the second invention, when a DC voltage is applied between the electrode pair (2, 3) in the electrode unit (1), electrolysis occurs in the water in the electrolytic cell (20). A current path including the discharge field (B) is formed between the electrode pair (2, 3). This discharge field (B) functions as a resistance that prevents conduction through the water between the electrode pair (2, 3). As a result, when a high voltage is applied between the electrode pair (2, 3), the leakage current between the electrode pair (2, 3) is suppressed, and the desired value is obtained between the electrode pair (2, 3). The potential difference is maintained. Then, in the discharge field (B), streamer discharge occurs due to dielectric breakdown.
又、このストリーマ放電では、放電場（B）内を間欠的に電流が流れる。このため、比較的に低電流で蒸留水を分解することができるようになる。 In this streamer discharge, a current flows intermittently in the discharge field (B). For this reason, distilled water can be decomposed at a relatively low current.
本発明によれば、上記電極対（2,3）間の蒸留水にストリーマ放電が生起する放電場（B）を含む電流経路を形成することができる。この放電場（B）内では、上記ストリーマ放電に伴って間欠的に電流が流れるため、従来の方法よりも低い電流で蒸留水を電気分解することができる。これにより、従来とは違い、濃縮水を電気分解した後に蒸留水を加える必要はなく、蒸留水を電気分解して高純度のイオン水を生成することができる。 According to the present invention, it is possible to form a current path including a discharge field (B) in which streamer discharge occurs in distilled water between the electrode pair (2, 3). In this discharge field (B), since current flows intermittently with the streamer discharge, distilled water can be electrolyzed with a current lower than that of the conventional method. Thereby, unlike the conventional case, it is not necessary to add distilled water after electrolyzing the concentrated water, and the distilled water can be electrolyzed to produce high purity ionic water.
また、上記第２の発明によれば、上記電極対（2,3）間の蒸留水にストリーマ放電が生起する放電場（B）を含む電流経路を形成することができる。この放電場（B）内では、上記ストリーマ放電に伴って間欠的に電流が流れるため、比較的に低い電流で蒸留水を電気分解することができる。 Further, according to the second aspect of the invention, a current path including a discharge field (B) in which streamer discharge occurs in distilled water between the electrode pair (2, 3) can be formed. In this discharge field (B), since current flows intermittently with the streamer discharge, distilled water can be electrolyzed with a relatively low current.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。この実施形態に係るイオン水の生成方法は、図１から図３に示すイオン水生成装置を参照して説明する。このイオン水生成装置（10）は、電解槽（20）と電極ユニット部（1）とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use. The method for producing ionic water according to this embodiment will be described with reference to the ionic water producing apparatus shown in FIGS. This ionic water generator (10) includes an electrolytic cell (20) and an electrode unit (1).
〈電解槽〉
上記電解槽（20）は、水を貯留する貯水室（21）を有している。上記貯水室（21）には、該貯水室（21）を酸性室（12）とアルカリ室（13）とに区画する絶縁性を有する樹脂製の隔壁（11）が設けられている。この隔壁（11）の下側には厚さ方向へ貫通する貫通孔（16）が形成されている。
<Electrolysis tank>
The electrolytic cell (20) has a water storage chamber (21) for storing water. The water storage chamber (21) is provided with an insulating resin partition wall (11) that partitions the water storage chamber (21) into an acid chamber (12) and an alkali chamber (13). A through hole (16) penetrating in the thickness direction is formed below the partition wall (11).
又、この電解槽（20）の上部に第１及び第２給水管（22a,22b）が接続されている。上記第１給水管（22a）は上記酸性室（12）に開口しており、この第１給水管（22a）を通じて上記酸性室（12）に蒸留水が供給される。上記第２給水管（22b）は上記アルカリ室（13）に開口しており、この第２給水管（22b）を通じて上記アルカリ室（13）に蒸留水が供給される。 The first and second water supply pipes (22a, 22b) are connected to the upper part of the electrolytic cell (20). The first water supply pipe (22a) opens into the acid chamber (12), and distilled water is supplied to the acid chamber (12) through the first water supply pipe (22a). The second water supply pipe (22b) opens into the alkali chamber (13), and distilled water is supplied to the alkali chamber (13) through the second water supply pipe (22b).
又、上記電解槽（20）の底部には、第１排水管（23）及び第２排水管（24）が接続されている。上記第１排水管（23）は上記酸性室（12）に開口しており、この第１排水管（23）を通じて上記酸性室（12）で生成された酸性水が外部へ排出される。上記第２排水管（24）は上記アルカリ室（13）に開口しており、この第２排水管（24）を通じて上記アルカリ室（13）で生成されたアルカリ水が外部へ排出される。 A first drain pipe (23) and a second drain pipe (24) are connected to the bottom of the electrolytic cell (20). The first drain pipe (23) opens into the acid chamber (12), and the acid water generated in the acid chamber (12) is discharged to the outside through the first drain pipe (23). The second drain pipe (24) opens to the alkali chamber (13), and the alkaline water generated in the alkali chamber (13) is discharged to the outside through the second drain pipe (24).
〈電極ユニット部〉
上記電極ユニット部（1）は、電極対（2,3）と電源部（4）と絶縁ケーシング（5）とを備えている。
<Electrode unit>
The electrode unit portion (1) includes an electrode pair (2, 3), a power source portion (4), and an insulating casing (5).
−電極対−
上記電極対（2,3）は、水中でストリーマ放電を生起するためのものであり、放電電極（2）及び対向電極（3）とからなる。この放電電極（2）は、左右に扁平な板状に形成され、例えばステンレス、銅等の導電性の金属材料で構成されている。又、上記放電電極（2）は、上記貯水室（21）の左寄りに配置された絶縁ケーシング（5）の内部に収容されている。この絶縁ケーシング（5）の近傍に上記第１排水管（23）の開口部が位置している。この対向電極（3）は、例えばステンレス、真鍮等の導電性の金属材料で構成されている。又、この対向電極（3）は、上記貯水室（21）の右寄りに位置している。この対向電極（3）の近傍には、上記第２排水管（24）の開口部が位置している。
-Electrode pair-
The electrode pair (2, 3) is for generating streamer discharge in water, and includes a discharge electrode (2) and a counter electrode (3). The discharge electrode (2) is formed in a flat plate shape on the left and right and is made of a conductive metal material such as stainless steel or copper. The discharge electrode (2) is accommodated in an insulating casing (5) disposed on the left side of the water storage chamber (21). An opening of the first drain pipe (23) is located in the vicinity of the insulating casing (5). The counter electrode (3) is made of a conductive metal material such as stainless steel or brass. The counter electrode (3) is located on the right side of the water storage chamber (21). In the vicinity of the counter electrode (3), the opening of the second drain pipe (24) is located.
−電源部−
上記電源部（4）は、上記電極対（2,3）に所定の直流電圧を印加する直流電源で構成されている。即ち、電源部（4）は、電極対（2,3）に対して瞬時的に高電圧を繰り返し印加するようなパルス電源ではなく、電極対（2,3）に対して常に数キロボルトの直流電圧を印加する直流電源である。この電源部（4）の正極側に上記放電電極（2）が接続され、負極側に上記対向電極（3）が接続されている。又、上記電源部（4）の負極側はアースと接続されている。
-Power supply section-
The power source unit (4) is constituted by a DC power source that applies a predetermined DC voltage to the electrode pair (2, 3). That is, the power supply unit (4) is not a pulse power supply that repeatedly applies a high voltage instantaneously to the electrode pair (2, 3), but is always a few kilovolts of direct current to the electrode pair (2, 3). It is a DC power supply that applies a voltage. The discharge electrode (2) is connected to the positive electrode side of the power supply unit (4), and the counter electrode (3) is connected to the negative electrode side. The negative side of the power source (4) is connected to the ground.
−絶縁ケーシング−
上記絶縁ケーシング（5）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されている。絶縁ケーシング（5）は、一面（右面）が開放された容器状のケース本体（6）と、該ケース本体（6）の右側方の開放部を閉塞する板状の蓋部（7）とを有している。
−Insulation casing−
The insulating casing (5) is made of an insulating material such as ceramics. The insulating casing (5) includes a container-shaped case body (6) whose one surface (right surface) is opened, and a plate-shaped lid (7) that closes the right-side open portion of the case body (6). Have.
ケース本体（6）は、断面矩形状の筒壁部（6a）と、該筒壁部（6a）の左側開口部を閉塞する左側壁部（6b）とを有している。放電電極（2）は、左側壁部（6b）の内面に取り付けられている。絶縁ケーシング（5）では、蓋部（7）と左側壁部（6b）との間の左右方向の距離が、放電電極（2）の厚さよりも長くなっている。つまり、放電電極（2）と蓋部（7）との間には、所定の間隔が確保されている。これにより、絶縁ケーシング（5）の内部では、放電電極（2）とケース本体（6）と蓋部（7）との間に空間（S）が形成される。 The case body (6) has a cylindrical wall portion (6a) having a rectangular cross section and a left wall portion (6b) that closes the left opening of the cylindrical wall portion (6a). The discharge electrode (2) is attached to the inner surface of the left side wall (6b). In the insulating casing (5), the distance in the left-right direction between the lid (7) and the left side wall (6b) is longer than the thickness of the discharge electrode (2). That is, a predetermined interval is ensured between the discharge electrode (2) and the lid (7). Thereby, inside the insulating casing (5), a space (S) is formed between the discharge electrode (2), the case body (6), and the lid (7).
図１及び図２に示すように、絶縁ケーシング（5）の蓋部（7）には、該蓋部（7）を厚さ方向に貫通する１つの開口部（8）が形成されている。この開口部（8）により、放電電極（2）と対向電極（3）との間で電界の形成が許容されている。蓋部（7）の開口部（8）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。以上のような開口部（8）は、電極対（2,3）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を構成する。 As shown in FIG.1 and FIG.2, the opening part (8) which penetrates this cover part (7) in the thickness direction is formed in the cover part (7) of an insulation casing (5). The opening (8) allows the formation of an electric field between the discharge electrode (2) and the counter electrode (3). The inner diameter of the opening (8) of the lid (7) is preferably 0.02 mm or more and 0.5 mm or less. The opening (8) as described above constitutes a current density concentration portion that increases the current density of the current path between the electrode pair (2, 3).
以上のように、絶縁ケーシング（5）は、電極対（2,3）のうちの一方の電極（放電電極（2））のみを内部に収容し、且つ電流密度集中部としての開口部（8）を有する絶縁部材を構成している。加えて、絶縁ケーシング（5）の開口部（8）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、水がジュール熱によって気化して気泡（B）が形成される。つまり、絶縁ケーシング（5）の開口部（8）は、該開口部（8）に気相部としての気泡（B）を形成する気相形成部として機能する。そして、この気泡（B）の内部が放電場となり、この放電場でストリーマ放電が行われる。 As described above, the insulating casing (5) accommodates only one electrode (discharge electrode (2)) of the electrode pair (2, 3) inside, and the opening (8) as the current density concentration portion. ). In addition, in the opening (8) of the insulating casing (5), the current density of the current path increases, so that water is vaporized by Joule heat to form bubbles (B). That is, the opening (8) of the insulating casing (5) functions as a gas phase forming part that forms bubbles (B) as a gas phase part in the opening (8). And the inside of this bubble (B) becomes a discharge field, and streamer discharge is performed in this discharge field.
−運転動作−
次に、実施形態のイオン水生成装置（10）の運転動作について説明する。
-Driving action-
Next, the operation | movement operation | movement of the ionic water production | generation apparatus (10) of embodiment is demonstrated.
実施形態のイオン水生成装置（10）では、上記給水管（22）を通じて、上記電解槽（20）の貯水室（21）へ蒸留水が供給される。この蒸留水が所定量に達し、上記絶縁ケーシング（5）の内の空間（S）が浸水した状態（図１を参照）になると、上記電極ユニット部（1）が作動する。この作動により、上記電源部（4）から電極対（2,3）へ所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）が印加され、上記樹脂製の隔壁（11）における貫通孔（16）を通じて上記電極対（2,3）の間に電界が形成される。 In the ion water generator (10) of the embodiment, distilled water is supplied to the water storage chamber (21) of the electrolytic cell (20) through the water supply pipe (22). When the distilled water reaches a predetermined amount and the space (S) in the insulating casing (5) is submerged (see FIG. 1), the electrode unit (1) is activated. By this operation, a predetermined DC voltage (for example, 1 kV) is applied from the power source unit (4) to the electrode pair (2, 3), and the electrode pair ((1) through the through hole (16) in the resin partition wall (11)). An electric field is formed between 2 and 3).
又、上述したように、上記放電電極（2）の周囲は、絶縁ケーシング（5）で覆われている。このため、電極対（2,3）の間での漏れ電流が抑制されとともに、上記絶縁ケーシング（5）における開口部（8）内の電流経路の電流密度が上昇した状態となる。 Further, as described above, the periphery of the discharge electrode (2) is covered with the insulating casing (5). For this reason, the leakage current between the electrode pair (2, 3) is suppressed, and the current density of the current path in the opening (8) in the insulating casing (5) is increased.
上記絶縁ケーシング（5）における開口部（8）内の電流密度が上昇すると、この開口部（8）内のジュール熱が大きくなる。その結果、絶縁ケーシング（5）では、開口部（8）の近傍において、水の気化が促進されて気泡（B）が形成される。この気泡（B）は、図３に示すように、開口部（8）のほぼ全域を覆う状態となり、対向電極（3）に導通する負極側の蒸留水と、正極側の放電電極（2）との間に気泡（B）が介在する。従って、この状態では、気泡（B）が、放電電極（2）と対向電極（3）との間での蒸留水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、放電電極（2）と対向電極（3）との間の漏れ電流が抑制され、電極対（2,3）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、気泡（B）内では、絶縁破壊に伴いストリーマ放電が発生する。 When the current density in the opening (8) in the insulating casing (5) increases, the Joule heat in the opening (8) increases. As a result, in the insulating casing (5), the vaporization of water is promoted in the vicinity of the opening (8) to form bubbles (B). As shown in FIG. 3, the bubbles (B) cover almost the entire area of the opening (8), and distilled water on the negative electrode side connected to the counter electrode (3) and the discharge electrode (2) on the positive electrode side. Air bubbles (B) are interposed between Therefore, in this state, the bubble (B) functions as a resistance that prevents conduction through distilled water between the discharge electrode (2) and the counter electrode (3). Thereby, the leakage current between the discharge electrode (2) and the counter electrode (3) is suppressed, and a desired potential difference is maintained between the electrode pair (2, 3). Then, streamer discharge is generated in the bubble (B) due to dielectric breakdown.
以上のようにして、気泡（B）でストリーマ放電が行われると、上記対向電極（3）の近傍では、次式（１）に示すような反応が行われる。この反応により、水素イオン（Ｈ＋）が消費されて減少する。この結果、水素イオン指数（ＰＨ）が増加し、アルカリ水が生成される。このアルカリ水は、上記電解槽（20）の第２排水管（24）を通じて外部へ排出される。 As described above, when the streamer discharge is performed with the bubbles (B), a reaction represented by the following formula (1) is performed in the vicinity of the counter electrode (3). By this reaction, hydrogen ions (H + ) are consumed and reduced. As a result, the hydrogen ion index (PH) increases and alkaline water is generated. This alkaline water is discharged to the outside through the second drain pipe (24) of the electrolytic cell (20).
４Ｈ２Ｏ＋４ｅ− → ２Ｈ２＋４ＯＨ− （１）
一方、上記気泡（B）における気液界面の近傍では、次式（２）に示すような反応が行われる。この反応により、水酸化イオン（ＯＨ−）が減少して水素イオン（Ｈ＋）が増加する。この結果、水素イオン指数が減少し、酸性水が生成される。この酸性水は、上記電解槽（20）の第１排水管（23）を通じて外部へ排出される。
4H 2 O + 4e − → 2H 2 + 4OH − (1)
On the other hand, in the vicinity of the gas-liquid interface in the bubble (B), a reaction shown in the following formula (2) is performed. By this reaction, hydroxide ions (OH − ) decrease and hydrogen ions (H + ) increase. As a result, the hydrogen ion index decreases and acidic water is generated. This acidic water is discharged to the outside through the first drain pipe (23) of the electrolytic cell (20).
２Ｈ２Ｏ → Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ− （２）
又、上記気泡（B）における気液界面の近傍では、水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素等が生成される。水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素は、ストリーマ放電に伴う熱によって貯水室（21）内を対流する。尚、上記酸性室（12）で発生した水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素等は、上記樹脂製の隔壁（11）における貫通孔（16）を通じて、上記酸性室（12）から上記アルカリ室（13）へ拡散する。また、気泡（B）でストリーマ放電が行われると、このストリーマ放電に伴ってこの気泡（B）でイオン風を生成し易くなる。よって、貯水室（21）内では、このイオン風を利用して、活性種や過酸化水素の拡散効果を更に向上できる。
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e − (2)
Further, in the vicinity of the gas-liquid interface in the bubbles (B), active species such as hydroxyl radicals, hydrogen peroxide and the like are generated. Active species such as hydroxyl radicals and hydrogen peroxide are convected in the water storage chamber (21) by the heat accompanying the streamer discharge. Note that active species such as hydroxyl radicals generated in the acidic chamber (12), hydrogen peroxide, and the like pass from the acidic chamber (12) to the alkali through the through holes (16) in the resin partition wall (11). Spreads into chamber (13). Further, when streamer discharge is performed with the bubbles (B), an ion wind is easily generated with the bubbles (B) along with the streamer discharge. Therefore, in the water storage chamber (21), the diffusion effect of active species and hydrogen peroxide can be further improved by using this ion wind.
以上のようにして、上記放電電極（2）の近傍で酸性水が生成され、上記対向電極の近傍でアルカリ水が生成される。又、上記放電電極（2）の近傍から拡散した水酸ラジカル等の活性種は、酸性水又はアルカリ水に含まれる被処理成分（例えばアンモニア等）を酸化分解して酸性水又はアルカリ水の浄化に利用される。 As described above, acidic water is generated in the vicinity of the discharge electrode (2), and alkaline water is generated in the vicinity of the counter electrode. In addition, active species such as hydroxyl radicals diffused from the vicinity of the discharge electrode (2) oxidize and decompose components to be treated (for example, ammonia) contained in acidic water or alkaline water to purify acidic water or alkaline water. Used for
また、上記放電電極（2）の近傍から拡散した過酸化水素は、酸性水又はアルカリ水の殺菌に利用される。これにより、本実施形態のイオン水生成装置（10）では、上記貯水室（21）内の清浄度が保たれる。 The hydrogen peroxide diffused from the vicinity of the discharge electrode (2) is used for sterilization of acidic water or alkaline water. Thereby, in the ion water production | generation apparatus (10) of this embodiment, the cleanliness in the said water storage chamber (21) is maintained.
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、上記電極対（2,3）間の蒸留水にストリーマ放電が生起する放電場（B）を含む電流経路を形成することができる。この放電場（B）内では、上記ストリーマ放電に伴って間欠的に電流が流れるため、従来の方法よりも低い電流で蒸留水を電気分解することができる。これにより、従来とは違い、濃縮水を電気分解した後に蒸留水を加える必要はなく、蒸留水を電気分解して高純度のイオン水を生成することができる。
-Effect of the embodiment-
According to this embodiment, it is possible to form a current path including a discharge field (B) in which streamer discharge occurs in distilled water between the electrode pair (2, 3). In this discharge field (B), since current flows intermittently with the streamer discharge, distilled water can be electrolyzed with a current lower than that of the conventional method. Thereby, unlike the conventional case, it is not necessary to add distilled water after electrolyzing the concentrated water, and the distilled water can be electrolyzed to produce high purity ionic water.
以上説明したように、本発明は、水の電気分解を利用してイオン水を生成する方法、及び水の電気分解を利用してイオン水を生成するイオン水生成装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for a method for generating ionic water using electrolysis of water and an ionic water generation apparatus for generating ionic water using electrolysis of water.
1 電極ユニット部
2 放電電極
3 対向電極
4 電源部
5 絶縁ケーシング
10 イオン水生成装置
11 隔壁
12 酸性室
13 アルカリ室
20 電解槽
21 貯水室
22a 第１給水管
22b 第２給水管
23 第１排水管
24 第２排水管
1 Electrode unit section
2 Discharge electrode
3 Counter electrode
4 Power supply
5 Insulation casing
10 Ionized water generator
11 Bulkhead
12 Acid chamber
13 Alkaline room
20 Electrolyzer
21 Reservoir
22a 1st water pipe
22b Second water pipe
23 First drain pipe
24 Second drain pipe
Claims (2)
上記電解槽（20）内に位置する電極対（2,3）と該電極対（2,3）に電気的に接続された電源部（4）とを有する電極ユニット部（1）とを備え、
上記電極ユニット部（1）は、上記電源部（4）から上記電極対（2,3）へ直流電圧を印加することにより、上記電解槽（20）の蒸留水に電気分解を起して上記電極対（2,3）間に放電場（B）が介在した電流経路を形成するとともに、上記放電場（B）内にストリーマ放電を生起させることを特徴とするイオン水生成装置。 An electrolytic cell (20) to which distilled water is supplied;
An electrode unit (1) having an electrode pair (2,3) located in the electrolytic cell (20) and a power supply unit (4) electrically connected to the electrode pair (2,3) ,
The electrode unit part (1) causes electrolysis in distilled water of the electrolytic cell (20) by applying a DC voltage from the power source part (4) to the electrode pair (2, 3). An ionized water generating apparatus characterized by forming a current path in which a discharge field (B) is interposed between an electrode pair (2, 3) and causing streamer discharge in the discharge field (B).
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|---|---|---|---|
| JP2010220487A JP2012075973A (en) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | Method of generating ion water, and ion water generator |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015107481A (en) * | 2013-10-25 | 2015-06-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Liquid treatment apparatus and liquid treatment method |
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-
2010
- 2010-09-30 JP JP2010220487A patent/JP2012075973A/en not_active Withdrawn
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| US9969627B2 (en) | 2013-10-25 | 2018-05-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Liquid treatment apparatus and liquid treatment method |
| JP2016032806A (en) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | Liquid treatment apparatus |
| US9702048B2 (en) | 2014-07-30 | 2017-07-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Liquid treatment apparatus |
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