JP2019037920A - Sanitary device and water heater provided with the same - Google Patents

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佑紀 波潟
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Shigeru Sasabe
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Abstract

To provide an electrolyzed water generator with high generation efficiency of active species, with less deterioration of electrode, and less generation of scale.SOLUTION: There is provided an electrolyzed water generator, including: at least one pair of opposing electrodes (1, 2); power means 9 for applying power to the electrodes (1, 2); an electrolytic cell 3 in which the electrodes (1, 2) are installed; an inflow part 4 where water flows into the electrolytic cell 3; an inter-electrode flow passage 7 through which water flows between the electrodes (1, 2); and an outflow part 5 where water flows out from the electrolytic cell 3. A flow velocity of water in the inter-electrode flow passage 7 is made uniform by a flow path resistor 6 at an upstream portion of the inter-electrode flow passage 7, thereby realizing the electrolyzed water generator with high generation efficiency of active species, with less deterioration of electrode, and less generation of scale.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、水を電気分解する電解水生成装置を用いる衛生デバイスに関するものである。   The present invention relates to a sanitary device using an electrolyzed water generating apparatus that electrolyzes water.

従来、電解槽内に水を通水し、一対の電極間に電流を流して電気分解を行うことによって、オゾン、次亜塩素酸などの活性種を含む電解水を生成する電解水生成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an electrolyzed water generating device that generates electrolyzed water containing active species such as ozone and hypochlorous acid by passing water through an electrolytic cell and conducting an electrolysis by flowing an electric current between a pair of electrodes. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−334694号公報JP 2005-334694 A

しかしながら、前記従来の電解水生成装置は、電極間において、水の流速が不均一となるため、活性種の生成効率が低い、電極が劣化しやすい、スケールが生成されやすいといった課題を有している。   However, the conventional electrolyzed water generating apparatus has problems that the flow rate of water is non-uniform between the electrodes, so that the generation efficiency of the active species is low, the electrodes are easily deteriorated, and the scale is easily generated. Yes.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、活性種の生成効率が高く、電極が劣化しにくく、また、スケールが生成されにくい衛生デバイスを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the conventional problems described above, and an object of the present invention is to provide a sanitary device that has high generation efficiency of active species, is less likely to deteriorate an electrode, and is less likely to generate scale.

前記従来の課題を解決するために、本発明の衛生デバイスは、電解槽内に少なくとも一対の対向する電極と、前記電極に電力を印加する電力手段と、前記電解槽に水が流入する流入部と、前記電解槽から前記水が流出する流出部と、前記電極間に前記水が流れる電極間流路部と、を備え、前記流入部と前記電極間流路部の間に流路抵抗体が設けられ、前記水が前記流路抵抗体に流れることにより、流速が調整されることを特徴とするものである。   In order to solve the conventional problems, a sanitary device according to the present invention includes at least a pair of opposed electrodes in an electrolytic cell, power means for applying power to the electrodes, and an inflow portion where water flows into the electrolytic cell. A flow path resistor between the inflow part and the inter-electrode flow path part, and an outflow part from which the water flows out from the electrolytic cell; and an inter-electrode flow path part through which the water flows between the electrodes. And the flow rate is adjusted by allowing the water to flow through the flow path resistor.

これにより、前記電極間流路部の水の流速が均一化されるため、活性種の生成効率を高め、電極を長寿命化し、さらに、スケールの生成を抑制することができる。   As a result, the flow rate of water in the inter-electrode channel portion is made uniform, so that the generation efficiency of active species can be increased, the life of the electrode can be extended, and the generation of scale can be suppressed.

本発明によれば、高効率に活性種を生成し、長期にわたって電解水を供給できる電解水生成装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an electrolyzed water generating apparatus capable of generating active species with high efficiency and supplying electrolyzed water over a long period of time.

本発明の実施の形態1における衛生デバイスの構成図Configuration diagram of a sanitary device according to Embodiment 1 of the present invention 図1の衛生デバイスに係る電解槽のA−A線による断面図Sectional drawing by the AA line of the electrolytic cell which concerns on the sanitary device of FIG. 図2の電解槽のB−B線による断面図Sectional view by the BB line of the electrolytic cell of FIG. 本発明の実施の形態2の給湯機の構成図Configuration diagram of a water heater according to Embodiment 2 of the present invention

第1の発明は、前記従来の課題を解決するために、本発明の衛生デバイスは、電解槽内に少なくとも一対の対向する電極と、前記電極に電力を印加する電力手段と、前記電解槽に水が流入する流入部と、前記電解槽から前記水が流出する流出部と、前記電極間に前記
水が流れる電極間流路部と、を備え、前記流入部と前記電極間流路部の間に流路抵抗体が設けられ、前記水が前記流路抵抗体に流れることにより、流速が調整されることを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, in order to solve the conventional problem, a sanitary device of the present invention includes at least a pair of opposed electrodes in an electrolytic cell, power means for applying power to the electrodes, and An inflow portion into which water flows in, an outflow portion from which the water flows out from the electrolytic cell, and an interelectrode channel portion in which the water flows between the electrodes, and the inflow portion and the interelectrode channel portion A flow path resistor is provided in between, and the flow rate is adjusted by allowing the water to flow through the flow path resistor.

これにより、水は電解されて、次亜塩素酸とオゾン等の活性種を生成し、これらの高い酸化力を持つ活性種は、水の中の難分解成分の皮脂や脂肪酸やノネナール等を分解することができる。   As a result, water is electrolyzed to produce active species such as hypochlorous acid and ozone, and these active species having high oxidizing power decompose sebum, fatty acids, nonenal, etc., which are hardly decomposed components in water. can do.

さらに、水を電極間流路部へ流入する前に、水の流速相対的に均一化により、活性種の生成効率が高くなり、かつ、安定した水流状態の中の電極の劣化もしにくくなっている。水流の安定化に伴い、局所的にpHが強アルカリになり難くなり、スケールの生成を抑制できる。   Furthermore, before water flows into the inter-electrode channel, the relative efficiency of the flow rate of the water increases the generation efficiency of the active species, and the deterioration of the electrode in a stable water flow state is also difficult. Yes. Along with the stabilization of the water flow, the pH becomes difficult to become a strong alkali locally, and scale formation can be suppressed.

第2の発明は、特に、第1の発明の衛生デバイスにおいて、前記流路抵抗体は、複数の開口部を備え、水流方向に対する垂直方向の前記流路抵抗体の断面において、中心部分に前記開口部は少なく設置されており、周辺部分に前記開口部は多く設置されたものである。   According to a second aspect of the invention, in particular, in the sanitary device according to the first aspect of the invention, the flow path resistor includes a plurality of openings, and the cross section of the flow path resistor in a direction perpendicular to the water flow direction has a central portion. A small number of openings are provided, and a large number of openings are provided in the peripheral portion.

これにより、流路抵抗体において、流入部から流入した違う流速の水は電極間流路部へ流入する前に、開口部の疎密により流速が一定となるため、活性種の生成効率が高まり、電極の摩損を軽減し、そうすると、電極を長寿命化ができる。   As a result, in the flow path resistor, before the water with different flow speeds flowing in from the inflow part flows into the inter-electrode flow path part, the flow speed becomes constant due to the density of the opening, so that the generation efficiency of the active species is increased, The wear of the electrode is reduced, so that the life of the electrode can be extended.

第3の発明は、特に、第1または第2の衛生デバイスにおいて、前記電極は、金属基板の表面に電極触媒を備え、少なくとも1つの前記電極触媒は、タンタル酸化物、もしくはタンタル酸化物と白金とで形成されていることを特徴とするものである。   In a third aspect of the present invention, particularly in the first or second sanitary device, the electrode includes an electrode catalyst on a surface of a metal substrate, and the at least one electrode catalyst is tantalum oxide, or tantalum oxide and platinum. It is characterized by being formed by.

これにより、低い電流密度で高効率にオゾンを生成することが可能なため、省電力で酸化処理を実現できるとともに電力手段を小型化することができる。   Thereby, ozone can be generated with high efficiency at a low current density, so that the oxidation treatment can be realized with power saving and the power means can be miniaturized.

さらには、電極触媒に、タンタル酸化物、もしくは、タンタル酸化物と白金とで形成することで、一つの電極から、次亜塩素酸とオゾンの両方を同時に生成することができるため、高効率にラジカルを生成することができる。   Furthermore, by forming tantalum oxide or tantalum oxide and platinum on the electrode catalyst, it is possible to generate both hypochlorous acid and ozone from one electrode at the same time. Can generate radicals.

さらに、一つの本電極から、次亜塩素酸とオゾン、ラジカルを生成できるので、陰極として使用する第2の電極2は、特殊な電極を使用する必要が無くなり、低コスト化が実現できる。   Furthermore, since hypochlorous acid, ozone, and radicals can be generated from one main electrode, the second electrode 2 used as the cathode does not need to use a special electrode, and cost reduction can be realized.

第4の発明は、特に、第1〜3のいずれか1項に記載の衛生デバイスと、浴槽と、前記浴槽内の水を加熱する加熱手段と、前記浴槽内の水が前記浴槽内と前記加熱手段との間で循環する循環流路と、前記循環流路に配設されている循環手段と、を備え、前記衛生デバイスは、前記循環流路において、前記循環手段の流路下流側に配設されていることを特徴とする給湯機。   In particular, the fourth aspect of the present invention is the sanitary device according to any one of the first to third aspects, the bathtub, the heating means for heating the water in the bathtub, and the water in the bathtub is in the bathtub and the above. A circulation channel that circulates between the heating unit and a circulation unit that is disposed in the circulation channel, wherein the sanitary device is disposed downstream of the circulation unit in the circulation channel. A water heater characterized by being arranged.

これにより、浴槽の水に含まれる皮脂成分や、菌などを酸化処理することができ、浴槽水を清潔にすることができる。そのため、浴槽水を、洗濯や翌日の入浴などに利用することもできる。   Thereby, the sebum component contained in the water of a bathtub, a microbe, etc. can be oxidized, and bathtub water can be cleansed. Therefore, the bath water can be used for washing and bathing the next day.

さらに、浴槽に付着する菌や皮脂などの付着を抑制でき、その結果、浴槽のぬめりを無くすことができるため、浴槽の水を抜いた後に、浴槽をシャワーの洗浄などで、浴槽を簡単に清掃することができる。   In addition, the adhesion of bacteria and sebum attached to the bathtub can be suppressed, and as a result, the bathtub can be removed, so the bathtub can be easily cleaned by washing the shower after draining the bathtub. can do.

さらに、酸化処理された浴槽内の水を循環流路内で循環させることによって、循環流路内の除菌や皮脂成分の付着などを抑制することができ、その結果、浴槽内の水の循環流路内の清潔性を向上することができる。   Furthermore, by circulating the water in the tub that has been oxidized in the circulation channel, sterilization in the circulation channel and adhesion of sebum components can be suppressed. As a result, the circulation of water in the tub The cleanliness in the flow path can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における衛生デバイスの構成図を示すものである。また、図2は、図1のA−A線による断面図を示すものである。図1および図2に示すように、本電解水生成装置は、第1の電極1および第2の電極2と、電解槽3と、第1の電極1および第2の電極2に電力を印加する電力手段9と、流路抵抗体6から構成される。水は流入部4から電解槽3に入り、流路抵抗体6を通過した後、電極間流路部7にて電気分解され、オゾンや次亜塩素酸を含む電解水が、流出部5から排出される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration diagram of a sanitary device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the electrolyzed water generating apparatus applies power to the first electrode 1 and the second electrode 2, the electrolytic cell 3, and the first electrode 1 and the second electrode 2. Power means 9 and a flow path resistor 6. Water enters the electrolytic cell 3 from the inflow part 4, passes through the flow path resistor 6, and then is electrolyzed in the interelectrode flow path part 7. Electrolyzed water containing ozone and hypochlorous acid is discharged from the outflow part 5. Discharged.

ここで流路抵抗体6について、図1〜図3を用いて具体的に説明する。   Here, the flow path resistor 6 will be specifically described with reference to FIGS.

図3は、図2のB−B線による断面図を示すものである。本実施の形態1では、図1に示すように、水の流入口である流入部4が、電解水生成装置の短軸方向の中心に位置するため、流路抵抗体6が存在しない場合、電極間流路部7における水の流速は、水流方向の断面から見ると、断面の中心部が速くなり、断面の端部が遅くなる。   FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, since the inflow portion 4 that is an inflow port of water is located at the center in the minor axis direction of the electrolyzed water generating device, when the flow path resistor 6 does not exist, When viewed from the cross section in the water flow direction, the flow velocity of water in the interelectrode channel section 7 is faster at the center of the cross section and slower at the end of the cross section.

本実施においての流路抵抗体6は、板状であり、水流方向に垂直する断面の中心部において、水の流速が早く、そこに通水穴からなる開口部10が少なく、逆に、水の流速が遅い断面の端部は開口部10が多い形状であり、水の流速が速い中心部の流路抵抗が、端部と比較して大きくなるように設計されている。   The flow path resistor 6 in the present embodiment is plate-shaped, and the flow rate of water is high at the center of the cross section perpendicular to the water flow direction, and there are few openings 10 made of water passage holes. The end portion of the cross section where the flow rate of water is slow has a shape with many openings 10, and the flow path resistance of the center portion where the flow rate of water is fast is larger than that of the end portion.

この流路抵抗体6を設けることで、流路抵抗水の流速が調節され、下流部である電極間流路部7の水の流速が、位置に関係なく、均一となる。これにより、流路抵抗体6が存在しない場合と比べて、水の電気分解によって生じた活性種が、水の流速が遅い部分において、陰極で消費される割合が減るため、流出部5から得られる電解水中の活性種の生成効率を1.3倍向上させることができる。   By providing the flow path resistor 6, the flow speed of the flow path resistance water is adjusted, and the flow speed of the water in the interelectrode flow path portion 7 that is the downstream portion becomes uniform regardless of the position. As a result, compared with the case where the flow path resistor 6 is not present, the active species generated by the water electrolysis is obtained from the outflow portion 5 because the proportion consumed by the cathode is reduced at the portion where the water flow rate is low. The production efficiency of the active species in the electrolyzed water can be improved 1.3 times.

また、流路抵抗体6が存在しない場合、部分的に水の流速が速い箇所があると、電極表面が局所的に削られることで電極寿命が短くなる。流路抵抗体6によって電極間流路部7の水の流速を一定にすることで、電極寿命を向上させることができる。   Moreover, when the flow path resistor 6 does not exist, if there is a part where the flow rate of water is partially high, the electrode life is shortened by locally scraping the electrode surface. By making the flow rate of water in the inter-electrode channel portion 7 constant by the channel resistor 6, the electrode life can be improved.

また、部分的に水の流速が遅い箇所があると、局所的にpHが強アルカリになり、水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム、あるいは、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムといったスケールが生成される。   Further, if there is a portion where the flow rate of water is partially low, the pH becomes a strong alkali locally, and scales such as calcium hydroxide and magnesium hydroxide, or calcium carbonate and magnesium carbonate are generated.

流路抵抗体6によって、電極間流路部7の水の流速を一定にすることで、局所的にpHが強アルカリになることを防ぎ、スケールの生成を抑制することができる。加えて、水の流速を一定にすることで、スケールの堆積を抑制することができるため、本衛生デバイスがスケールによって閉塞するまでの時間を、200時間から600時間まで延ばすことができる。   By making the flow velocity of the water in the interelectrode channel portion 7 constant by the channel resistor 6, it is possible to prevent the pH from becoming a strong alkali locally and to suppress the generation of scale. In addition, since the deposition of scale can be suppressed by keeping the water flow rate constant, the time until the sanitary device is blocked by the scale can be extended from 200 hours to 600 hours.

以下に、本衛生デバイスに設けた電解水生成装置を構成する第1の電極1および第2の電極2について、具体的に説明する。   Below, the 1st electrode 1 and the 2nd electrode 2 which comprise the electrolyzed water generating apparatus provided in this sanitary device are demonstrated concretely.

第1の電極1および第2の電極2の電極は、金属基板の表面に電極触媒を付着して形成される。なお、金属基板は、厚いほど、反りや電解槽3への設置時に生じる撓みの影響を抑制できる。   The electrodes of the first electrode 1 and the second electrode 2 are formed by attaching an electrode catalyst to the surface of a metal substrate. In addition, as the metal substrate is thicker, it is possible to suppress the influence of warpage and bending that occurs during installation in the electrolytic cell 3.

そこで、本実施の形態1では、厚さ0.5mm〜1mmのチタン(Ti)を金属基板として用いている。そして、第1の電極1は、金属基板表面に、約1000nmの酸化タンタル(TaOx)層からなる電極触媒を付着して形成している。   Therefore, in the first embodiment, titanium (Ti) having a thickness of 0.5 mm to 1 mm is used as the metal substrate. The first electrode 1 is formed by adhering an electrode catalyst made of a tantalum oxide (TaOx) layer of about 1000 nm to the surface of the metal substrate.

一方、第2の電極2は、金属基板の表面に、例えば1000nmの白金(Pt)層、または白金(Pt)とイリジウム(Ir)の合金層からなる電極触媒を付着して形成している。   On the other hand, the second electrode 2 is formed by adhering an electrode catalyst made of, for example, a 1000 nm platinum (Pt) layer or an alloy layer of platinum (Pt) and iridium (Ir) to the surface of a metal substrate.

以下に、本実施の形態1の第1の電極1において、電極触媒に用いた酸化タンタルによるオゾン生成のメカニズムについて説明する。   Hereinafter, in the first electrode 1 of the first embodiment, the mechanism of ozone generation by tantalum oxide used as the electrode catalyst will be described.

まず、電極触媒である酸化タンタルの表面と洗浄水との界面に、薄い空乏層ができる。次に、第1の電極1の反応で生成された電子は、酸化タンタル表面に形成された空乏層をトンネル効果により通過する。   First, a thin depletion layer is formed at the interface between the surface of tantalum oxide, which is an electrode catalyst, and the cleaning water. Next, the electrons generated by the reaction of the first electrode 1 pass through the depletion layer formed on the tantalum oxide surface by the tunnel effect.

これにより、電子の授受が行われる電位が、オゾンの酸化還元電位以上となる。その結果、オゾンの生成反応が、より効率的に行われ、オゾンが生成可能になると考えている。   As a result, the potential at which electrons are transferred is equal to or higher than the oxidation-reduction potential of ozone. As a result, it is considered that the ozone generation reaction is performed more efficiently and ozone can be generated.

なお、従来、オゾン生成用の電極触媒として、例えば、二酸化鉛、ダイヤモンド、白金などを用いていた。しかし、鉛の場合、環境や人体への影響が懸念される。また、ダイヤモンドや白金などの場合、コスト高や、オゾンの生成効率が低いなどの問題がある。   Conventionally, for example, lead dioxide, diamond, platinum or the like has been used as an electrode catalyst for generating ozone. However, in the case of lead, there are concerns about the impact on the environment and the human body. In the case of diamond or platinum, there are problems such as high cost and low ozone generation efficiency.

そこで、本実施の形態1では、電極触媒として、タンタル酸化物を用いている。タンタル酸化物は、従来の白金に比べて、低電流密度でのオゾン生成が可能である。また、タンタル酸化物は、電流密度が低いほどオゾンの生成効率は高まるという特徴を有している。   Therefore, in Embodiment 1, tantalum oxide is used as the electrode catalyst. Tantalum oxide can generate ozone at a lower current density than conventional platinum. In addition, tantalum oxide has a feature that ozone generation efficiency increases as the current density decreases.

されに、タンタル酸化物は、高い酸素過電圧を有する。そのため、低い電圧で酸素を発生させることなく、例えば1.5V程度を超える程度の電圧で、オゾンや次亜塩素酸を発生させることができる。特に、従来の白金と比べ、タンタル酸化物は、1/4程度の電力でオゾンを生成することができる。その結果、家電製品などに適用した場合、より省エネ性を向上できる。   In addition, tantalum oxide has a high oxygen overvoltage. Therefore, ozone and hypochlorous acid can be generated at a voltage exceeding about 1.5 V, for example, without generating oxygen at a low voltage. In particular, compared with conventional platinum, tantalum oxide can generate ozone with about ¼ power. As a result, when applied to home appliances, energy savings can be further improved.

以上で説明したように、電極触媒にタンタル酸化物を用いることにより、オゾンを効率良く生成できる。   As described above, ozone can be generated efficiently by using tantalum oxide for the electrode catalyst.

なお、図1〜図3に記載の電解水生成 装置において、第2の電極2の触媒層として、白金(Pt)層、または白金(Pt)とイリジウム(Ir)の合金層を用いたが、その他の貴金属または貴金属酸化物を含んでも同様の効果を得ることができる。   In the electrolyzed water generating apparatus shown in FIGS. 1 to 3, a platinum (Pt) layer or an alloy layer of platinum (Pt) and iridium (Ir) was used as the catalyst layer of the second electrode 2. Similar effects can be obtained even when other noble metals or noble metal oxides are included.

以下に、第1の電極1および第2の電極2の製造方法について、具体的に説明する。   Below, the manufacturing method of the 1st electrode 1 and the 2nd electrode 2 is demonstrated concretely.

第1の電極1は、例えば貴金属として白金を用いる場合、まず、例えばイソプロピルアルコールとエチレングリコールモノエチルエーテルの混合比がそれぞれ4:1となるように調整した溶媒を作製する。   For example, when platinum is used as the noble metal, the first electrode 1 is prepared by first preparing a solvent adjusted so that the mixing ratio of isopropyl alcohol and ethylene glycol monoethyl ether is 4: 1, respectively.

そして、作製した溶媒に、六塩化白金酸六水和物とタンタルエトキシドとを、白金およびタンタルの濃度の合計が1.45mol/l(モル/リットル)となるように溶解させる。この場合、後述するように、白金及びタンタルの混合比は、電極触媒内部における酸化タンタルと白金との構成比のうち、タンタルの含有量が75mol%以上、残りの部分が白金となるようにすり。これにより、好ましいオゾンの発生用の電極が形成できる。   Then, hexachloroplatinic acid hexahydrate and tantalum ethoxide are dissolved in the prepared solvent so that the total concentration of platinum and tantalum is 1.45 mol / l (mol / liter). In this case, as will be described later, the mixing ratio of platinum and tantalum is rubbed so that the tantalum content is 75 mol% or more and the remaining portion is platinum among the constituent ratio of tantalum oxide and platinum inside the electrode catalyst. . Thereby, a preferable electrode for generating ozone can be formed.

第1の電極1は、1nm〜数100nmの酸化タンタルの触媒層を、金属基板の表面に数回塗布して、焼成することにより作製する。この場合、第1の電極1の触媒層の厚みを、例えば、500n以上にすることが好ましい。これにより、電極触媒の膜性能や、膜と膜の密着強度が向上し、さらに、第1の電極1の電極寿命やオゾンの生成効率が向上する。   The first electrode 1 is manufactured by applying a tantalum oxide catalyst layer having a thickness of 1 nm to several hundreds of nanometers on the surface of a metal substrate and firing it. In this case, the thickness of the catalyst layer of the first electrode 1 is preferably 500 n or more, for example. Thereby, the membrane performance of the electrode catalyst and the adhesion strength between the membranes are improved, and further, the electrode life of the first electrode 1 and the generation efficiency of ozone are improved.

そこで、本実施の形態1では、第1の電極1は、30nmの酸化タンタルからなる電極触媒を、金属基板の表面に25回塗布し、焼成して形成した。なお、焼成温度は、300〜700℃で行うのが望ましい。これにより、金属基板と電極触媒との密着性が向上するとともに、電極寿命を向上できる。なお、本実施の形態1では、焼成温度600℃で焼成し、金属基板に酸化タンタルの電極触媒を形成して第1の電極1を作製している。   Therefore, in the first embodiment, the first electrode 1 is formed by applying an electrode catalyst made of tantalum oxide having a thickness of 30 nm to the surface of the metal substrate 25 times and firing it. The firing temperature is desirably 300 to 700 ° C. Thereby, the adhesiveness between the metal substrate and the electrode catalyst is improved, and the electrode life can be improved. In the first embodiment, the first electrode 1 is manufactured by baking at a baking temperature of 600 ° C. and forming a tantalum oxide electrode catalyst on a metal substrate.

また、金属基板と電極触媒との密着性をさらに向上させ、電極寿命とオゾン生成を向上させるには、金属基板の表面を荒らして、粗面にすることが好ましい。   In order to further improve the adhesion between the metal substrate and the electrode catalyst and improve the electrode life and ozone generation, it is preferable to roughen the surface of the metal substrate to make it rough.

具体的には、金属基板の表面に、例えばブラスト処理やエッチング処理を施して、表面を荒らして粗面にする。これにより、電極触媒が、金属基板の表面に形成された粗面である凹凸部に入り込む。   Specifically, the surface of the metal substrate is subjected to, for example, blasting or etching to roughen the surface and make it rough. Thereby, an electrode catalyst enters into the uneven part which is the rough surface formed in the surface of a metal substrate.

その結果、金属基板の表面と触媒層の接触面積が向上し、高いアンカー効果が得られる。このとき、金属基板は、表面粗さ1.5以上にすることが好ましい。特に、金属基板の表面粗さRaを3にすると、表面粗さRa1.5に比べて、金属基板と電極触媒との密着性が、さらに向上する。   As a result, the contact area between the surface of the metal substrate and the catalyst layer is improved, and a high anchor effect is obtained. At this time, the metal substrate preferably has a surface roughness of 1.5 or more. In particular, when the surface roughness Ra of the metal substrate is 3, the adhesion between the metal substrate and the electrode catalyst is further improved as compared with the surface roughness Ra1.5.

検討の結果、電極触媒が金属基板から剥離するまでの時間を、約1.5倍に向上できることが分かった。そこで、本実施の形態1では、金属基板を、例えば100℃の熱シュウ酸の中に3時間浸漬して、表面をエッチング処理した。   As a result of the study, it was found that the time until the electrode catalyst peels from the metal substrate can be improved by about 1.5 times. Therefore, in Embodiment 1, the surface of the metal substrate was etched by immersing it in hot oxalic acid at 100 ° C. for 3 hours, for example.

なお、金属基板の腐食を抑制し、電極寿命を向上させるためには、金属基板の上に金属層を形成することが、さらに好ましい。そこで、本実施の形態1で、金属層として、白金を用いた第1の電極1の製造方法について、以下で説明する。   In addition, in order to suppress corrosion of the metal substrate and improve the electrode life, it is more preferable to form a metal layer on the metal substrate. Therefore, in the first embodiment, a method for manufacturing the first electrode 1 using platinum as the metal layer will be described below.

まず、金属基板としてチタン(Ti)を用い、熱シュウ酸によるエッチング処理で表面を荒らして粗面を形成する。   First, titanium (Ti) is used as a metal substrate, and the surface is roughened by etching with hot oxalic acid to form a rough surface.

つぎに、白金からなる金属層の上(表面)に、同様に、電極触媒として酸化タンタルを数回に分けて塗布し、焼成して電極触媒の膜を形成した。上記方法により、第1の電極1を作製した。   Next, tantalum oxide was applied as an electrode catalyst in several times on the metal layer (platinum) made of platinum, and baked to form an electrode catalyst film. The 1st electrode 1 was produced by the said method.

これにより、金属基板に孔食が発生するまでの時間を、約40%延長することが可能である。なお、金属層としては、白金以外に、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、ニオブ(Nb)でもよく、同様の効果が得られる。   Thereby, it is possible to extend the time until pitting corrosion occurs on the metal substrate by about 40%. The metal layer may be iridium (Ir), ruthenium (Ru), or niobium (Nb) other than platinum, and the same effect can be obtained.

また、本実施の形態1では、上述したように、第1の電極1は、チタンを用いた金属基
板の表面に、電極触媒として酸化タンタルを形成して構成している。これにより、第1の電極1は、他の構成の電極(例えば、白金電極など)に比較して、例えば1/4の面積で、ほぼ同量のオゾンを生成することができる。その結果、電極や電解槽の小型化および低コスト化ができる。
In the first embodiment, as described above, the first electrode 1 is configured by forming tantalum oxide as an electrode catalyst on the surface of a metal substrate using titanium. Thereby, the first electrode 1 can generate substantially the same amount of ozone in an area of, for example, ¼ compared to an electrode having another configuration (for example, a platinum electrode). As a result, the electrode and the electrolytic cell can be reduced in size and cost.

(実施の形態2)
衛生デバイス11と、浴槽12と、浴槽12内の水を加熱する加熱手段13と、浴槽12内の水が浴槽12内と加熱手段13例えば、ガスや石油等の熱源や、お湯と熱交換する機能を備えた熱交換器)との間で循環する循環流路14と、循環流路14に配設されているポンプ等の循環手段15とを備えている。本実施の形態2において、衛生デバイス11は、加熱手段13および循環手段15の流路下流側に配設されていることを特徴としている。
(Embodiment 2)
Sanitary device 11, bathtub 12, heating means 13 for heating water in bathtub 12, water in bathtub 12 exchanges heat with bathtub 12 and heating means 13, for example, a heat source such as gas or oil, or hot water. A circulation passage 14 that circulates between the circulation passage 15 and a circulation means 15 such as a pump disposed in the circulation passage 14. The second embodiment is characterized in that the sanitary device 11 is disposed on the downstream side of the flow path of the heating means 13 and the circulation means 15.

本実施の形態2において、衛生デバイス11を配設する目的は、入浴後の浴槽12内の水(以下浴槽水という)を酸化処理し、浴槽水を浄化することである。   In the second embodiment, the purpose of disposing the sanitary device 11 is to purify the bathtub water by oxidizing the water in the bathtub 12 after bathing (hereinafter referred to as bathtub water).

つまり、入浴後の浴槽水は、人の汗や皮脂、垢などの皮脂やタンパク質などの有機物成分と人に付着している菌が存在している。この浴槽水を1日放置していると、菌がタンパク質や皮脂など有機物成分を餌として増殖し、浴槽水の臭いの原因になるとともに、菌や皮脂や有機物が浴槽12に付着し、浴槽12のぬめりの原因となる。   That is, the bath water after bathing contains organic components such as sebum and protein such as human sweat, sebum, and dirt, and bacteria attached to the person. If this bathtub water is left for one day, the bacteria will grow using organic components such as protein and sebum as food, causing the smell of the bathtub water, and the bacteria, sebum and organic substances will adhere to the bathtub 12 and the bathtub 12 Cause slimming.

そのため、入浴後の浴槽水を衛生デバイス11によって酸化処理することで、浴槽水を酸化処理し、浴槽水のニオイや浴槽12のぬめりを抑制することができる。   Therefore, by oxidizing the bath water after bathing with the sanitary device 11, the bath water can be oxidized, and the odor of the bath water and the slimming of the bath 12 can be suppressed.

次に、給湯機の具体的な動作について説明する。   Next, a specific operation of the water heater will be described.

入浴終了後の浴槽12内の浴槽水は、循環手段15によって循環流路14を介して衛生デバイス11に導入される。衛生デバイス11は浴槽水を電気分解することで、次亜塩素酸とオゾンとラジカルを生成し、循環流路14内や浴槽12内に混入する。   Bath water in the bathtub 12 after completion of bathing is introduced into the sanitary device 11 by the circulation means 15 via the circulation channel 14. The sanitary device 11 electrolyzes the bath water to generate hypochlorous acid, ozone, and radicals, which are mixed into the circulation flow path 14 and the bathtub 12.

特に、加熱手段13や循環手段15の流路下流側に衛生デバイス11を配設することによって、加熱手段13や循環手段15の構成部材に付着によって、オゾンや次亜塩素酸やラジカルが消費されるのを抑制するためである。   In particular, by disposing the sanitary device 11 on the downstream side of the flow path of the heating means 13 and the circulation means 15, ozone, hypochlorous acid and radicals are consumed by adhering to the constituent members of the heating means 13 and the circulation means 15. This is to suppress the occurrence.

実施の形態1で述べたように、次亜塩素酸とオゾンは皮脂やタンパク質、菌などを酸化処理することが可能である。特に次亜塩素酸は持続力を有するため、衛生デバイス11内で消費されることなく、浴槽12内の浴槽水に混入されることとなる。   As described in Embodiment Mode 1, hypochlorous acid and ozone can oxidize sebum, proteins, fungi, and the like. Since especially hypochlorous acid has lasting power, it will be mixed in the bathtub water in the bathtub 12 without being consumed in the sanitary device 11.

一方、オゾンやラジカルは衛生デバイス11内で皮脂などを瞬時で分解するとともに、循環流路14内や浴槽12内の浴槽水においても酸化力を一定時間確保し、酸化処理を行うことができる。そのため、入浴後の浴槽水を酸化処理することで、浴槽水のニオイや浴槽12のぬめりの原因を除去することができる。   On the other hand, ozone and radicals can instantaneously decompose sebum and the like in the sanitary device 11, and also can ensure oxidation power in the circulation channel 14 and bath water in the bathtub 12 for a certain period of time and perform oxidation treatment. Therefore, by oxidizing the bath water after bathing, the odor of bath water and the cause of slimming of the bath 12 can be removed.

さらに、流路抵抗体6を設けることで浴槽水を浄化するときに、流速が均一な水を電極間流路部7に流れることで、スケールの生成を抑制しつつ、水を電解することにより生成された活性種により、菌や脂質等を効率よく分解する。   Furthermore, when purifying the bath water by providing the flow path resistor 6, by flowing water having a uniform flow rate to the inter-electrode flow path portion 7, electrolysis of water while suppressing the generation of scale. By the generated active species, bacteria and lipids are efficiently decomposed.

よって、翌日の浴槽12内の水も清潔にすることができ、安心して浴槽水を洗濯や加熱手段13による追い炊きなどで翌日の入浴などに利用することができる。さらに浴槽水も清潔にすることで、浴槽12に付着する菌や皮脂などの付着を抑制することで浴槽12の
ぬめりを抑制することができるため、例えば浴槽の水を抜いた後に、浴槽12をシャワーなどで濯ぐことで浴槽を簡単に清掃することができる。スケールの生成を抑制することにより、給排水経路の手入れも簡単になる。
Therefore, the water in the bathtub 12 on the next day can be cleaned, and the bathtub water can be used for bathing on the next day by washing or cooking by the heating means 13 with peace of mind. Further, by cleaning the bathtub water, it is possible to suppress the slimming of the bathtub 12 by suppressing the adhesion of bacteria and sebum adhering to the bathtub 12, so that, for example, after removing the bathtub water, The bathtub can be easily cleaned by rinsing in a shower or the like. By suppressing the generation of scale, the maintenance of the water supply / drainage route is also simplified.

以上のように、本発明にかかる電解水生成装置は、生成効率の向上、長期信頼性の向上に繋がり、電気式、ガス熱源の給湯機等の用途にも適用できる。   As described above, the electrolyzed water generating apparatus according to the present invention leads to improvement in generation efficiency and long-term reliability, and can also be applied to uses such as electric water heaters for gas heat sources.

1 第1の電極
2 第2の電極
3 電解槽
4 流入部
5 流出部
6 流路抵抗体
7 電極間流路部
9 電力手段
10 開口部
11 衛生デバイス
12 浴槽
13 加熱手段
14 循環流路
15 循環手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st electrode 2 2nd electrode 3 Electrolysis tank 4 Inflow part 5 Outflow part 6 Flow path resistor 7 Interelectrode flow path part 9 Electric power means 10 Opening part 11 Sanitary device 12 Bathtub 13 Heating means 14 Circulation flow path 15 Circulation means

Claims (4)

電解槽内に少なくとも一対の対向する電極と、前記電極に電力を印加する電力手段と、前記電解槽に水が流入する流入部と、前記電解槽から前記水が流出する流出部と、前記電極間に前記水が流れる電極間流路部と、を備え、前記流入部と前記電極間流路部の間に流路抵抗体が設けられていることを特徴とする衛生デバイス。 At least a pair of opposing electrodes in the electrolytic cell; power means for applying electric power to the electrode; an inflow part into which water flows into the electrolytic cell; an outflow part from which the water flows out from the electrolytic cell; A sanitary device comprising: an inter-electrode channel portion through which water flows, and a channel resistor provided between the inflow portion and the inter-electrode channel portion. 前記流路抵抗体は、複数の開口部を備え、前記水の流れ方向に対向する前記流路抵抗体の面において、その中心部より離間した部分に、前記開口部は多く設てられていることを特徴とする請求項1に記載の衛生デバイス。 The flow path resistor includes a plurality of openings, and a large number of the openings are provided in a portion of the surface of the flow path resistor that faces the flow direction of the water and that is separated from the central portion. The sanitary device according to claim 1. 前記電極は、金属基板の表面に電極触媒を備え、少なくとも1つの前記電極触媒は、タンタル酸化物、もしくはタンタル酸化物と白金とで形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の衛生デバイス。 3. The electrode according to claim 1, wherein the electrode includes an electrode catalyst on a surface of a metal substrate, and the at least one electrode catalyst is formed of tantalum oxide or tantalum oxide and platinum. Hygiene device. 前記請求項1〜3のいずれか1項に記載の衛生デバイスと、浴槽と、前記浴槽内の水を加熱する加熱手段と、前記浴槽内の水が前記浴槽内と前記加熱手段との間で循環する循環流路と、前記循環流路に配設されている循環手段と、を備え、前記衛生デバイスは、前記循環流路において、前記循環手段の流路下流側に配設されていることを特徴とする給湯機。 The sanitary device according to any one of claims 1 to 3, a bathtub, heating means for heating water in the bathtub, and water in the bathtub between the inside of the bathtub and the heating means. A circulation channel that circulates, and a circulation means that is arranged in the circulation channel, and the sanitary device is arranged downstream of the circulation means in the circulation channel. A water heater characterized by.
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