JP2012217906A - Active oxygen generator and hot water supply system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、水を電気分解することによって活性酸素を生成する活性酸素生成装置、及び、活性酸素生成装置を備えた給湯装置に関するものである。 The present invention relates to an active oxygen generator that generates active oxygen by electrolyzing water, and a hot water supply device that includes the active oxygen generator.
活性酸素を生成する方法として、放電や光触媒を用いるものが従来から知られている。
放電を利用するものでは、その生成装置に、多大な電力量が必要になるといった欠点があった。また、高電圧入力に対する極めて高い安全性が求められるといった欠点もあった。一方、光触媒を利用するものでは、紫外線を発する光源が必要になり、生成装置が大型化するといった欠点があった。また、人体に紫外線が照射されないようにするための種々の安全対策が必要になるといった欠点もあった。
As a method for generating active oxygen, one using a discharge or a photocatalyst has been conventionally known.
In the case of using the discharge, the generating device has a drawback that a large amount of electric power is required. In addition, there is a drawback that extremely high safety against high voltage input is required. On the other hand, those using a photocatalyst have a drawback that a light source that emits ultraviolet rays is required, and the size of the generation apparatus is increased. In addition, there is a drawback that various safety measures are required to prevent the human body from being irradiated with ultraviolet rays.
これに対し、活性酸素を低入力で簡易に生成する方法として、水の電気分解によるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。かかる生成装置では、陰極と陽極とを水に浸すとともに、両電極間に電圧を印加することによって水を電気分解し、活性酸素を発生させている。 On the other hand, as a method for easily generating active oxygen with low input, a method based on electrolysis of water is known (for example, see Patent Document 1). In such a production apparatus, the cathode and the anode are immersed in water, and a voltage is applied between both electrodes to electrolyze water and generate active oxygen.
特許文献1には、陰極に導電性高分子材料を含有させることにより、活性酸素の生成効率が向上することも記載されている。導電性高分子は、酸化還元の反応性に優れており、水中の溶存酸素に電子を供与することにより、酸素を還元して活性酸素を生成する。このような酸化還元能を有するポニアニリンに電気的に還元電位を与えて連続的に電子供給を行えば、水中で活性酸素が生成され続けることになる。 Patent Document 1 also describes that the generation efficiency of active oxygen is improved by including a conductive polymer material in the cathode. The conductive polymer is excellent in oxidation-reduction reactivity, and generates oxygen by reducing oxygen by donating electrons to dissolved oxygen in water. If a reduction potential is electrically applied to Ponianiline having such a redox ability to continuously supply electrons, active oxygen continues to be generated in water.
水の電気分解によって活性酸素を生成する場合、副産物として、陰極で水素ガスが、陽極で酸素ガスが発生する。また、水の電気分解を利用した生成装置では、活性酸素の生成効率を上げるために印加電圧を高くすると、陽極で塩素ガスが発生する。水素ガスは可燃性であり、塩素ガスは人体に有毒である。このため、かかる生成装置では、水素ガスや塩素ガスを外部に排出しないための対策を講じる必要があった。 When active oxygen is generated by electrolysis of water, hydrogen gas is generated at the cathode and oxygen gas is generated as a by-product. Moreover, in the production | generation apparatus using the electrolysis of water, if an applied voltage is made high in order to raise the production | generation efficiency of active oxygen, chlorine gas will generate | occur | produce at an anode. Hydrogen gas is flammable and chlorine gas is toxic to the human body. For this reason, in such a production | generation apparatus, it was necessary to take the countermeasure for not discharging | emitting hydrogen gas and chlorine gas outside.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡単な構成によって水素ガス等が外部に排出されることを確実に防止し、且つ高効率な活性酸素生成を行うことができる活性酸素生成装置と、そのような活性酸素生成槽値を備えた給湯装置とを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to reliably prevent hydrogen gas and the like from being discharged to the outside with a simple configuration and to generate highly efficient active oxygen. It is providing the active oxygen generator which can perform, and the hot-water supply apparatus provided with such an active oxygen generation tank value.
この発明に係る活性酸素生成装置は、所定の電圧印加手段に接続された陰極及び陽極と、流入口から流入した水を陰極及び陽極によって電気分解し、活性酸素を含む水を流出口から流出させる電解槽と、吸引口から吸引した気体を水中に微細泡として取り込み、微細泡を含む水を、流入口から電解槽に流入させる微細泡生成部と、電解槽及び微細泡生成部に接続され、電解槽内の気体を、吸引口から微細泡生成部に吸引させる気相導入部と、を備えたものである。 The active oxygen generator according to the present invention electrolyzes the cathode and anode connected to a predetermined voltage applying means and the water flowing in from the inflow port by the cathode and anode, and causes the water containing active oxygen to flow out from the outflow port. The electrolytic cell and the gas sucked from the suction port are taken into the water as fine bubbles, and the fine bubble generating unit that causes the water containing the fine bubbles to flow into the electrolytic cell from the inlet, and connected to the electrolytic cell and the fine bubble generating unit, A gas phase introduction part for sucking the gas in the electrolytic cell from the suction port to the fine bubble generating part.
この発明に係る給湯装置は、上記活性酸素生成装置を備えた給湯装置であって、貯湯タンクに接続された給水配管と、給水配管及び浴槽に接続された追い焚き配管と、追い焚き配管に接続されたポンプ及び熱交換器と、を備え、活性酸素生成装置は、給水配管又は追い焚き配管に直列に接続されたものである。 A hot water supply apparatus according to the present invention is a hot water supply apparatus provided with the active oxygen generation device, wherein the hot water supply pipe is connected to the hot water storage tank, the reheating pipe connected to the water supply pipe and the bathtub, and the reheating pipe. The active oxygen generator is connected in series to a water supply pipe or a reheating pipe.
また、この発明に係る給湯装置は、上記活性酸素生成装置を備えた給湯装置であって、貯湯タンクに接続された給水配管と、給水配管及び浴槽に接続された追い焚き配管と、追い焚き配管に接続されたポンプ及び熱交換器と、を備え、活性酸素生成装置は、給水配管又は追い焚き配管に並列に接続されたものである。 Further, a hot water supply apparatus according to the present invention is a hot water supply apparatus provided with the active oxygen generation device, a water supply pipe connected to the hot water storage tank, a reheating pipe connected to the water supply pipe and the bathtub, and a reheating pipe. The active oxygen generator is connected in parallel to the water supply pipe or the reheating pipe.
この発明によれば、活性酸素の生成時に、簡単な構成によって水素ガス等が外部に排出されることを防止することができる。また、高効率な活性酸素生成を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent hydrogen gas or the like from being discharged to the outside with a simple configuration when generating active oxygen. Moreover, highly efficient active oxygen production | generation can be performed.
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 In order to explain the present invention in more detail, it will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における活性酸素生成装置の断面を示す図である。
図1に示すように、電解槽1には、導電性高分子を表面に含有する陰極2と、導電性を有する陽極3とが収納されている。図1では、電解槽1に一対の陰極2及び陽極3が備えられているが、二対以上の陰極2及び陽極3が電解槽1に備えられていても構わない。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a cross section of an active oxygen generator according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the electrolytic cell 1 accommodates a cathode 2 containing a conductive polymer on the surface and an
電解槽1には、その内部に水4が溜められており、陰極2及び陽極3は、電解槽1内において、それぞれの一部(或いは、全部)が水4に浸漬されている。陰極2及び陽極3は、電源5(電圧印加手段)に接続されており、所定の電圧が印加できるように構成されている。
In the electrolytic cell 1,
6は電解槽1の流入口、7は電解槽1の流出口である。水4は、流入口6から電解槽1の内部に流入し、流出口7から電解槽1の外部(下流)に流出する。陰極2は、電解槽1内において流入口6側に、陽極3は流出口7側に配置される。また、陰極2及び陽極3は、互いに対向するように配置されている。
6 is an inlet of the electrolytic cell 1, and 7 is an outlet of the electrolytic cell 1. The
上記構成を有する電解部8の上流側には、微細泡生成部9が設置されている。
微細泡生成部9は、液相中に気相を混合し、液相中に微細泡10を発生させる機能を有している。微細泡生成部9は、吸引口11から吸引した気体を、水4中に微細泡10として取り込む。水4中に取り込まれた微細泡10は、例えば、0.01〜100μmの径を有している。そして、微細泡生成部9は、微細泡10を含む水4を、流入口6から電解槽1に流入させる。
On the upstream side of the electrolysis unit 8 having the above configuration, a fine
The fine
微細泡生成部9は、例えば、水4の流入口12、狭窄部13、流出口14、上記吸引口11により、その要部が構成される。狭窄部13は、管路を狭めた部分からなる。流入口12から流入してきた水4は、狭窄部13においてその流速が速められる。そして、水4が狭窄部13を通過する時の減圧現象(通常、ベルヌーイの定理と呼ばれる)を利用して、吸引口11から気体を吸引し、水4内に微細泡10を導入する。流出口14は電解槽1の流入口6に接続されているため、狭窄部13で発生した微細泡10は、水4とともに電解槽1へと送られる。
The main part of the fine
このような微細泡10の生成方式は、ベンチュリー式と呼ばれる。本方式では、ポンプ等を使用することなく、水4(液相)中に微細な気泡を注入することができる。なお、狭窄部13での流速を高めるために、微細泡生成部9において、管路内で旋回流が発生するような流路を形成しても良い。
Such a generation method of the
微細泡10を生成する方式には、他にも、キャビテーション式、加圧溶解式等がある。
キャビテーション式を採用する場合は、ポンプ内に気液混合体を送り、例えば、超音波振動を与えることにより、キャビテーションを利用して気泡を発生させる。また、加圧溶解式を採用する場合は、ポンプ等で気体を加圧して水中に溶解させる。加圧溶解式では、他の方式と比較して装置が大型化するものの、大量の気体を水中に溶解させることができる。
微細泡生成部9では、キャビテーション式や加圧溶解式を採用しても良い。
Other methods for generating the
When the cavitation method is employed, bubbles are generated using cavitation by sending a gas-liquid mixture into the pump and applying ultrasonic vibration, for example. Moreover, when employ | adopting a pressure dissolution type, gas is pressurized with a pump etc. and it dissolves in water. In the pressure dissolution type, the apparatus becomes larger than other methods, but a large amount of gas can be dissolved in water.
In the fine
15は微細泡生成部9に気体を供給するための気相導入部である。なお、微細泡生成部9がベンチュリー式、キャビテーション式、加圧溶解式の何れを採用する場合であっても、微細泡生成部9には、気体を吸引するための吸引口11が形成される。本実施の形態のようにベンチュリー式の微細泡生成部9が採用されている場合、吸引口11は狭窄部13に通じており、気相導入部15の一端は、吸引口11を介して狭窄部13に接続される。
一端が狭窄部13に接続された気相導入部15の管路16は、電解槽1の上方において管路17及び18に分かれる。一方の管路17は、その端部が電解槽1の上部内面(例えば、内部空間の天井面)に開口する。即ち、電解槽1と微細泡生成部9とは、気相導入部15(の管路17及び16)によって接続されている。他方の管路18は、その端部が電解槽1の外で開口する。管路18のこの端部は、外気を取り込むための外気口を構成する。管路18の端部には、水流の逆流を防止するための弁19が設けられている。
A
端部に外気口が形成された管路18は、管路16(及び17)との接続部から下向き(斜め下方)に伸びている。即ち、外気口は、上記接続部よりも下方位置に配置されている。
The
上記構成を有する活性酸素生成装置では、流入口12から微細泡生成部9に水4が流入すると、その水4は、狭窄部13を通過する時に、吸引口11から供給された気体と混合されて、その内部に微細泡10が生成される。微細泡10を含む水4は、流出口14及び流入口6を介して電解槽1に流入する。そして、電解槽1の内部に流入した水4は、電圧が印加された陰極2及び陽極3によって電気分解され、その時に活性酸素が生成される。即ち、微細泡10を含む水4が陰極2及び陽極3間を通過する時に、陰極2の導電性高分子を介して水4中の溶存酸素に電子が供給され、活性酸素が生成される。活性酸素を含む水4は、流出口7から電解槽1の外部に流出し、電解槽1の下流に接続された配管内の殺菌や汚れの分解を行う。
In the active oxygen generator having the above configuration, when the
また、活性酸素が生成される際に、副産物として、陰極2では水素ガスが、陽極3では酸素ガスが生成される。陰極2で発生した水素ガスと陽極3で発生した酸素ガスとは、発生場所から浮上して、水面から電解槽1内の上部空間に移動する。電解槽1の上部に溜まった発生ガス(水素ガス・酸素ガス等)は、その一部が、電解槽1の天井面に形成された開口から気相導入部15内に流入する。気相導入部15では、管路17に流入した上記発生ガスを、外気口から吸引した外気とともに管路16側(気相導入部15の上記一端側)へと送り、上記吸引口11から微細泡生成部9に吸引させる。即ち、陰極2で発生した水素ガスと陽極3で発生した酸素ガスとは、上流側の狭窄部13において、水4中に微細泡10として溶解される。
Further, when active oxygen is generated, hydrogen gas is generated at the cathode 2 and oxygen gas is generated at the
なお、管路18は下向きに伸びて、外気口が管路16(及び17)との接続部よりも下方位置に配置されているため、電解槽1から気相導入部15に流入した発生ガスが、上記外気口から外に排出されることはない。
また、上記接続部に、所定量の発生ガスを滞留させるための貯留部を形成しても良い。
Since the
Moreover, you may form in the said connection part the storage part for retaining a predetermined amount of generated gas.
電極を構成する陽極3には、白金チタン、イリジウム、チタン、カーボン等の耐腐食性のある導電性材料が用いられる。陽極3の基材は、例えば、10−3〜105Ω/cmの表面抵抗値を有する。表面抵抗値が低い程電流は流れ易くなるため、両極での反応は促進される。なお、表面抵抗値が105Ω/cm以上になると、通電電流は最大で数十μAとなり、活性酸素の生成量がほとんど検出できないレベルとなる。
For the
一方、陰極2の基材としては、カーボン、白金担持チタン、導電性樹脂といった導電性材料が用いられる。陰極2の基材として、PET、ABS、PPといった絶縁性の材料を用いても良い。基材の表面に含有される導電性高分子は、レドックスポリマーである。陰極2の基材表面に含有されるレドックスポリマーとしては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセン等がある。なお、陰極2の基材自体を導電性高分子で構成しても良い。 On the other hand, as the base material of the cathode 2, a conductive material such as carbon, platinum-supported titanium, or conductive resin is used. An insulating material such as PET, ABS, or PP may be used as the base material of the cathode 2. The conductive polymer contained on the surface of the substrate is a redox polymer. Examples of the redox polymer contained on the substrate surface of the cathode 2 include polyaniline, polythiophene, polypyrrole, and polyacene. In addition, you may comprise the base material itself of the cathode 2 with a conductive polymer.
レドックスポリマーとは、化学的重合、電気的重合といった重合方法に関わらず生成され、電子の授受により酸化状態或いは還元状態に可逆的に変化する物質のことである。活性酸素を生成するためには、酸素の還元作用に最も優れるポリアニリンを陰極2に担持させる構成が好ましい。図2は酸化還元反応によるポリアニリンの構造変化を示す図である。図2に示すように、ポリアニリンは、還元型から酸化型に構造変化する際に、溶存酸素を一電子還元して、活性酸素の一種であるスーパーオキシドアニオン(O2 −)を生成する(式1参照)。
O2+PAn(red)→O2 −+PAn(ox) ・・・(1)
このような生成反応によって生成される活性酸素としては、スーパーオキシドアニオンの他にも、ヒドロキシラジカルや過酸化水素等の物質が挙げられる。
A redox polymer is a substance that is produced regardless of a polymerization method such as chemical polymerization or electrical polymerization, and reversibly changes to an oxidized state or a reduced state by exchange of electrons. In order to generate active oxygen, a configuration in which polyaniline having the best oxygen reducing action is supported on the cathode 2 is preferable. FIG. 2 is a diagram showing a structural change of polyaniline due to an oxidation-reduction reaction. As shown in FIG. 2, when the polyaniline undergoes a structural change from a reduced form to an oxidized form, the dissolved oxygen is reduced by one electron to generate a superoxide anion (O 2 − ), which is a kind of active oxygen (formula 1).
O 2 + PAn (red) → O 2 − + PAn (ox) (1)
Examples of active oxygen generated by such a generation reaction include substances such as hydroxy radicals and hydrogen peroxide in addition to the superoxide anion.
以下に、レドックスポリマーとしてポリアニリンを採用した場合を例に説明する。
ポリアニリンを絶縁性の基材上に塗布すると、通常、その表面抵抗値は、103Ω/sq以上となる。このため、ポリアニリンを陰極2の基材上に塗布して使用するためには、電圧の入力値を高くしなければならない。電極としての表面抵抗が高いと、水の電気分解によって生じる水素や酸素が活性酸素の生成を阻害する。
Below, the case where polyaniline is employ | adopted as a redox polymer is demonstrated to an example.
When polyaniline is coated on an insulating substrate, the surface resistance value is usually 10 3 Ω / sq or more. For this reason, in order to apply polyaniline on the base material of the cathode 2, the voltage input value must be increased. When the surface resistance as an electrode is high, hydrogen or oxygen generated by electrolysis of water inhibits generation of active oxygen.
導電性の基材、或いはカーボンや金属等の通電補助材が分散添加された導電性の基材にポリアニリンを担持させることにより、陰極2の基材の表面抵抗値を10−3〜103Ω/sq程度にすることができる。また、ポリアニリンに対して塩酸や硫酸、スルホン酸等の有機酸を添加することにより、ポリアニリンの表面抵抗を低下させることができる。このように、ポリアニリンに添加物を付与することにより、10−3〜103Ω/sqの表面抵抗を有する電極2を用いることができる。 The surface resistance value of the base material of the cathode 2 is 10 −3 to 10 3 Ω by supporting polyaniline on a conductive base material or a conductive base material to which a current carrying auxiliary material such as carbon or metal is dispersed and added. / Sq or so. Moreover, the surface resistance of polyaniline can be reduced by adding an organic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or sulfonic acid to polyaniline. Thus, the electrode 2 having a surface resistance of 10 −3 to 10 3 Ω / sq can be used by adding an additive to polyaniline.
上記構成を有する活性酸素生成装置であれば、水4を電気分解することによって発生したガスを、電解槽1の上流側で水4に再び溶解させることができる。このため、水素ガス等が外部に排出されることはなく、安全な装置を提供することが可能となる。
If it is the active oxygen generator which has the said structure, the gas generated by electrolyzing the
また、本活性酸素生成装置では、陽極3で発生した酸素ガスが電解槽1の上流側で水4に再び溶解されるため、電解槽1の内部に酸素濃度の高い水4を供給することができる。
副産物として生成される酸素ガスは水素ガスの2倍の量であるため、気相導入部15から微細泡生成部9に対し、酸素濃度の高い気体が供給される。このため、陰極2の表面に酸素が接触する確率が高まり、活性酸素の生成量を増加させることができる。また、陰極2と陽極3とを対向配置にして陰極2を流入口6側に配置しているため、微細泡10が陰極2の表面を効率よく通過する。このため、陰極2の表面での活性酸素の生成反応を促進させることができる。
Further, in the present active oxygen generator, the oxygen gas generated at the
Since the amount of oxygen gas generated as a by-product is twice that of hydrogen gas, a gas having a high oxygen concentration is supplied from the gas
このように、本活性酸素生成装置であれば、高効率な活性酸素生成を安全に行うことが可能となる。 Thus, with this active oxygen generator, highly efficient active oxygen generation can be performed safely.
実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2における活性酸素生成装置の断面を示す図である。
図3において、20は電解槽1の内部に設けられた隔膜である。隔膜20は、陰極2での反応生成物(例えば、水素ガス)と陽極3での反応生成物(例えば、酸素ガス)とを分離するためのものである。隔膜20は、樹脂又はガラス繊維からなる逆浸透膜やろ過膜によって構成される。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a view showing a cross section of the active oxygen generator according to Embodiment 2 of the present invention.
In FIG. 3,
図3に示す例では、隔膜20によって、電解槽1の内部を上流側の空間21と下流側の空間22とに分けている。隔膜20によって区切られた空間21には、電極のうち、陰極2のみが設置されている。空間22には、電極のうち、陽極3のみが設置されている。このため、水4の電気分解によって陰極2で水素ガスが発生すると、水素ガスは、空間21の上部に溜まる。また、陽極3で発生した酸素ガスは、空間22の上部に溜まる。隔膜20によって、水素ガスと酸素ガスとを電解槽1内において分離することができる。
In the example shown in FIG. 3, the inside of the electrolytic cell 1 is divided into an
気相導入部15には、空間21から微細泡生成部9(の吸引口11)に通じる陰極側管路と、空間22から微細泡生成部9(の吸引口11)に通じる陽極側管路とが備えられている。
In the gas
具体的に、気相導入部15では、一端が狭窄部13に接続された管路23が、電解槽1の空間21上方において管路24及び25に分かれている。管路24は、その端部が電解槽1の上流側の上部内面(例えば、空間21の天井面)に開口する。即ち、上記陰極側管路は、管路23及び24により構成される。管路25は、側方に伸びた後、電解槽1の空間22上方において管路26及び27に分かれる。管路26は、その端部が電解槽1の下流側の上部内面(例えば、空間22の天井面)に開口する。即ち、上記陽極側管路は、管路23及び25、26により構成される。管路27は、その端部が電解槽1の外で開口する。管路27のこの端部は、外気を取り込むための外気口を構成する。管路27の端部には、水流の逆流を防止するための弁19が設けられている。
Specifically, in the gas
28は陰極側管路を開閉するための弁、29は陽極側管路を開閉するための弁である。具体的に、弁28は、管路24と管路23(及び25)との接続部に設けられている。弁29は、管路26と管路25(及び27)との接続部に設けられている。
28 is a valve for opening and closing the cathode side pipe line, and 29 is a valve for opening and closing the anode side pipe line. Specifically, the
弁28及び29の開閉により、陽極側管路を遮断して、陰極側管路を開くことができる。かかる場合、気相導入部15では、管路24に流入してきた水素ガスを、外気口から吸引した外気とともに管路23側(気相導入部15の一端側)へと送り、吸引口11から微細泡生成部9に吸引させる。この時、管路26から管路25に、酸素ガスは供給されない。即ち、陰極2で発生した水素ガスが、上流側の狭窄部13において、水4中に微細泡10として溶解される。
By opening and closing the
また、弁28及び29の開閉により、陰極側管路を遮断して、陽極側管路を開くこともできる。かかる場合、気相導入部15では、管路26に流入してきた酸素ガスを、外気口から吸引した外気とともに管路25及び23側(気相導入部15の一端側)へと送り、吸引口11から微細泡生成部9に吸引させる。この時、管路24から管路23に、水素ガスは供給されない。即ち、陽極3で発生した酸素ガスが、上流側の狭窄部13において、水4中に微細泡10として溶解される。
Further, by opening and closing the
このように、弁28及び29の開閉により、陰極2で発生した水素ガスと陽極3で発生した酸素ガスとを選択的に気相導入部15に導入して、微細泡生成部9で微細泡化することができる。例えば、陰極側管路を遮断して、陽極側管路を開いた場合は、電解槽1内の陰極2の表面に、溶存酸素濃度が極めて高い水4を供給することができる。このため、活性酸素の生成量を増加させることができる。一方、陽極側管路を遮断して、陰極側管路を開いた場合は、電解槽1内の陽極3の表面に、還元能を有する水素を供給することができる。このため、陽極3の酸化を抑制して、電極の長寿命化を実現することができる。即ち、活性酸素の連続生成が可能となる
In this way, by opening and closing the
また、電解槽1には、陰極2の表面の吸光度を検知する検知手段30が備えられている。陰極2の表面に導電性高分子として含有されるポリアニリンは、その吸光度スペクトルが、350nm近辺と600nm近辺とにピークを有する。そして、ポリアニリンは、350nm近辺のピークが強い場合は還元型を、600nm近辺のピークが強い場合は酸化型を示す。このため、検知手段30の検知結果から、ポリアニリンの構造状態を知ることができる。 Further, the electrolytic cell 1 is provided with detection means 30 for detecting the absorbance of the surface of the cathode 2. The absorbance spectrum of polyaniline contained as a conductive polymer on the surface of the cathode 2 has peaks at around 350 nm and around 600 nm. Polyaniline shows a reduced type when the peak around 350 nm is strong, and an oxidized type when the peak around 600 nm is strong. For this reason, the structural state of polyaniline can be known from the detection result of the detection means 30.
例えば、検知手段30の検知結果から、陰極2に含有されたポリアニリンが還元型構造に偏っていることが判明した場合は、空間22内の酸素ガスを微細泡生成部9に供給し、狭窄部13において酸素濃度の高い微細泡10を発生させる。即ち、弁28を閉じて弁29を開くことにより、陰極側管路を遮断して、陽極側管路を開く。一方、検知手段30の検知結果から、陰極2に含有されたポリアニリンが酸化型構造に偏っていることが判明した場合は、空間21内の水素ガスを微細泡生成部9に供給し、狭窄部13において水素濃度の高い微細泡10を発生させる。即ち、弁29を閉じて弁28を開くことにより、陽極側管路を遮断して、陰極側管路を開く。このように、ポリアニリンの構造を常に半酸化型にしておくことにより、活性酸素の生成効率を高い状態で維持することができる。
For example, when it is found from the detection result of the detection means 30 that the polyaniline contained in the cathode 2 is biased toward the reduction structure, the oxygen gas in the
なお、弁28及び29の開閉制御は、図示しない制御部によって行っても良い。かかる場合、制御部は、検知手段30が検知した吸光度(検知結果)に基づいて、上記開閉制御を適切に行う。
The opening / closing control of the
更に、上記構成の活性酸素生成装置であれば、例えば、電解槽1の下流に配置された浴槽内に、酸素濃度の高い水4や水素濃度の高い水4を供給することができる。前者では、温浴効果や代謝促進効果が、後者では、抗酸化効果が期待できる。
Furthermore, if it is the active oxygen generator of the said structure, the
その他は、実施の形態1と同様の構成を有し、同様の効果を奏することが可能である。 Others have the same configuration as in the first embodiment, and the same effects can be achieved.
実施の形態3.
本実施の形態では、活性酸素生成装置を給湯装置に組み込んだ場合について説明する。本実施の形態において、活性酸素生成装置は、実施の形態1及び2の何れの構成を有していても構わない。
In the present embodiment, a case where the active oxygen generator is incorporated in a hot water supply device will be described. In the present embodiment, the active oxygen generator may have any configuration of the first and second embodiments.
図4はこの発明の実施の形態3における給湯装置の構成を示す図である。図4において、31は熱源器で沸き上げられた湯を貯湯する貯湯タンク、32は浴槽、33は浴槽32への給湯・給水口となるアダプタである。貯湯タンク31とアダプタ33(浴槽32)との間は、給水配管34及び追い焚き配管35によって接続されている。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the hot water supply apparatus according to
給水配管34は、一端が貯湯タンク31に、他端が追い焚き配管35に接続されている。給水配管34は、貯湯タンク31内の湯や水道水が流下する。追い焚き配管35は、給水配管34と浴槽32とに接続されている。追い焚き配管35には、浴槽32内の水を循環させるポンプ36、上記活性酸素生成装置37、水を加熱する熱交換器38が組み込まれている。
One end of the
次に、給湯装置の動作について説明する。
貯湯タンク31で沸き上げられたお湯は、給水配管34及び追い焚き配管35を通って、浴槽32内に供給される。浴槽32内に溜められた水(お湯)を追い焚きする場合は、ポンプ36によって浴槽32内の水を追い焚き配管35内に取り込み、熱交換器38によって加熱した後に浴槽32内に戻す。追い焚き時は、水の温度が設定値になるまでポンプ36によって水を循環させ、水を浴槽32と追い焚き配管35との間で移動させる。
Next, the operation of the hot water supply apparatus will be described.
Hot water boiled in the hot
浴槽32への給湯後に、浴槽32の水栓が抜かれて浴槽32内の水位が低下すると、ポンプ36が駆動される。これにより、浴槽32内の水が追い焚き配管35内に取り込まれ、水が浴槽32と追い焚き配管35との間を循環する。また、浴槽32の水栓が抜かれて浴槽32内の水位が低下すると、活性酸素生成装置37において、陰極2及び陽極3間に電圧が印加される。このため、追い焚き配管35内に水を取り入れて水を循環させている間、電解槽1内で活性酸素が生成され、追い焚き配管35内(及び浴槽32内)が殺菌される。
After the hot water supply to the
その後、浴槽32内の水位がアダプタ33の位置(追い焚き配管35の取水位置)よりも低くなると、ポンプ36及び活性酸素生成装置37の動作が停止される。即ち、ポンプ36による水の循環と、活性酸素生成装置37による活性酸素の生成が停止される。また、給水配管34から追い焚き配管35に注水が行われ、各配管内のすすぎ洗浄が行われる。なお、このような一連の制御は、例えば、図示しない制御手段によって行われる。
Thereafter, when the water level in the
上記構成の給湯装置であれば、浴槽32からの排水時に、追い焚き配管35内に高濃度の活性酸素を供給して、配管内の殺菌や汚れの分解を行うことができる。
If it is the hot water supply apparatus of the said structure, high concentration active oxygen can be supplied in the reheating
なお、図4では、ポンプ36、活性酸素生成装置37、熱交換器38を追い焚き配管35に直列に接続した場合を示しているが、活性酸素生成装置37は、追い焚き配管35に並列に接続されていても構わない。かかる場合、活性酸素生成装置37への流入口及び流出口には、例えば、弁が設置される。
4 shows a case where the
このような構成であれば、例えば、浴槽32からの排水時にのみ水が活性酸素生成装置37を通過するように上記弁を制御し、活性酸素生成装置37において、陰極2及び陽極3間に電圧を常時印加しておくことができる。即ち、浴槽32からの排水時以外の時に、電解槽1において予め活性酸素を生成しておくことができ、浴槽32からの排水時(配管の洗浄時)に、高濃度の活性酸素を供給することが可能となる。このように、追い焚き配管35に並列に接続した活性酸素生成装置37にポンプを具備しておくことにより、洗浄時以外での活性酸素の生成効率を向上させることができる。
With such a configuration, for example, the valve is controlled so that water passes through the
なお、活性酸素生成装置37は、給水配管34に直列或いは並列に接続されていても構わない。
The
1 電解槽
2 陰極
3 陽極
4 水
5 電源
6、12 流入口
7、14 流出口
8 電解部
9 微細泡生成部
10 微細泡
11 吸引口
13 狭窄部
15 気相導入部
16、17、18、23、24、25、26、27 管路
19、28、29 弁
20 隔膜
21、22 空間
30 検知手段
31 貯湯タンク
32 浴槽
33 アダプタ
34 給水配管
35 追い焚き配管
36 ポンプ
37 活性酸素生成装置
38 熱交換器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolysis tank 2
Claims (11)
流入口から流入した水を前記陰極及び前記陽極によって電気分解し、活性酸素を含む水を流出口から流出させる電解槽と、
吸引口から吸引した気体を水中に微細泡として取り込み、微細泡を含む水を、前記流入口から前記電解槽に流入させる微細泡生成部と、
前記電解槽及び前記微細泡生成部に接続され、前記電解槽内の気体を、前記吸引口から前記微細泡生成部に吸引させる気相導入部と、
を備えた活性酸素生成装置。 A cathode and an anode connected to a predetermined voltage application means;
Electrolyzing water flowing in from the inlet by the cathode and the anode, and an electrolytic cell for allowing water containing active oxygen to flow out from the outlet;
A fine bubble generating unit that takes in the gas sucked from the suction port into the water as fine bubbles, and causes the water containing the fine bubbles to flow into the electrolytic cell from the inlet,
A gas phase introduction unit connected to the electrolytic cell and the fine bubble generating unit, and sucking the gas in the electrolytic cell from the suction port to the fine bubble generating unit;
An active oxygen generator comprising:
を備え、
前記気相導入部は、
前記第1空間から前記吸引口への管路を開閉する第1弁と、
前記第2空間から前記吸引口への管路を開閉する第2弁と、
を備えた請求項1に記載の活性酸素生成装置。 A diaphragm provided in the electrolytic cell, and dividing the interior of the electrolytic cell into a first space in which the cathode is installed and a second space in which the anode is installed;
With
The gas phase introduction part includes:
A first valve that opens and closes a conduit from the first space to the suction port;
A second valve for opening and closing a conduit from the second space to the suction port;
The active oxygen generator according to claim 1, comprising:
を備えた請求項2に記載の活性酸素生成装置。 Detection means for detecting the absorbance of the surface of the cathode;
The active oxygen generator according to claim 2, comprising:
を備えた請求項3に記載の活性酸素生成装置。 A control unit that controls opening and closing of the first valve and the second valve based on a detection result of the detection unit;
The active oxygen generator according to claim 3, comprising:
一端が前記微細泡生成部に接続された第1管路と、
前記第1管路から分かれた第2管路及び第3管路と、
を備え、
前記第2管路は、前記電解槽の上部内面に開口し、
前記第3管路は、前記第1管路との接続部から下向きに伸び、前記電解槽1の外部で開口する
請求項1から請求項4の何れかに記載の活性酸素生成装置。 The gas phase introduction part includes:
A first pipe having one end connected to the fine bubble generating unit;
A second pipeline and a third pipeline separated from the first pipeline;
With
The second pipe opens to the upper inner surface of the electrolytic cell,
5. The active oxygen generator according to claim 1, wherein the third pipe line extends downward from a connection portion with the first pipe line and opens outside the electrolytic cell 1.
貯湯タンクに接続された給水配管と、
前記給水配管及び浴槽に接続された追い焚き配管と、
前記追い焚き配管に接続されたポンプ及び熱交換器と、
を備え、
前記活性酸素生成装置は、前記給水配管又は前記追い焚き配管に直列に接続された給湯装置。 A hot water supply apparatus comprising the active oxygen generator according to any one of claims 1 to 7,
A water supply pipe connected to the hot water storage tank;
Reheating piping connected to the water supply piping and bathtub;
A pump and a heat exchanger connected to the reheating pipe;
With
The active oxygen generator is a hot water supply apparatus connected in series to the water supply pipe or the reheating pipe.
を備え、
前記活性酸素生成装置は、前記追い焚き配管に直列に接続された請求項8に記載の給湯装置。 When the faucet of the bathtub is removed, the pump is driven to circulate the water in the bathtub, and a voltage is applied between the cathode and the anode of the active oxygen generator, and the faucet is removed. Control means for stopping the operation of the pump and the active oxygen generator when the water level in the bathtub reaches a predetermined position after
With
The hot water supply apparatus according to claim 8, wherein the active oxygen generator is connected in series to the reheating pipe.
貯湯タンクに接続された給水配管と、
前記給水配管及び浴槽に接続された追い焚き配管と、
前記追い焚き配管に接続されたポンプ及び熱交換器と、
を備え、
前記活性酸素生成装置は、前記給水配管又は前記追い焚き配管に並列に接続された給湯装置。 A hot water supply apparatus comprising the active oxygen generator according to any one of claims 1 to 7,
A water supply pipe connected to the hot water storage tank;
Reheating piping connected to the water supply piping and bathtub;
A pump and a heat exchanger connected to the reheating pipe;
With
The active oxygen generator is a hot water supply apparatus connected in parallel to the water supply pipe or the reheating pipe.
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