JP2023173329A - Ozone water production system and ozone water production method - Google Patents

Ozone water production system and ozone water production method Download PDF

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隆 谷岡
Takashi Tanioka
一男 中村
Kazuo Nakamura
勝彦 石垣
Katsuhiko Ishigaki
忠明 徳原
Tadaaki Tokuhara
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Abstract

To provide an ozone water production system that addresses short circuits between an anode and a cathode via raw water.SOLUTION: An ozone water production system includes a container containing raw water, an electrolytic cell having an anode, a cathode, and an electrolyte membrane, in which the electrolytic cell is attached to the wall of the container such that at least one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell is positioned outside the container.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、オゾン水製造装置およびオゾン水の製造方法に関する。 The present invention relates to an ozonated water production device and an ozonated water production method.

オゾン水は、その殺菌力や脱臭力、さらには細胞活性効果など様々な分野における寄与が認められている。その上、水に溶解させたオゾンは呼吸器系への影響がなく安全性にも優れていることから、オゾン水およびオゾン水製造装置は、産業用をはじめ医療および介護の分野などでも広く利用されている。 Ozonated water is recognized for its contribution in various fields, including its sterilizing power, deodorizing power, and cell activation effect. Furthermore, ozone dissolved in water has no effect on the respiratory system and is highly safe, so ozonated water and ozonated water production equipment are widely used in industrial as well as medical and nursing care fields. has been done.

特許第6258566号公報Patent No. 6258566

電解セルを原水に水没させた状態で原水を電気分解し、オゾン水を製造する装置がある(特許文献1)。水没している電解セルの陽極および陰極のそれぞれには、外部電源から電解セルに電流を流すための電線が接続されている。 There is an apparatus that electrolyzes raw water with an electrolytic cell submerged in the raw water to produce ozonated water (Patent Document 1). Electric wires for passing current from an external power source to the electrolytic cell are connected to each of the anode and cathode of the submerged electrolytic cell.

かかる構成を有するオゾン水製造装置では、電解セルが原水に水没しているため、電解セルの陽極に接続された電線と電解セルの陰極に接続された電線とが原水を介して互いに電気的に接続する虞があった。つまり、電解セルの陽極と電解セルの陰極とが短絡することで、電解セルの電極間に流れる電流量が減少し、オゾン水の生成量が減じる虞があった。 In an ozone water production device having such a configuration, since the electrolytic cell is submerged in raw water, the electric wire connected to the anode of the electrolytic cell and the electric wire connected to the cathode of the electrolytic cell are electrically connected to each other via the raw water. There was a risk of connection. In other words, due to short circuit between the anode of the electrolytic cell and the cathode of the electrolytic cell, the amount of current flowing between the electrodes of the electrolytic cell decreases, and there is a possibility that the amount of ozonated water produced decreases.

本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本開示では、原水を介した陽極と陰極との短絡に対処したオゾン水製造装置が提供される。また、本開示では、原水を介した陽極と陰極との短絡に対処したオゾン水の製造方法が提供される。 The present invention has been made in view of this problem. That is, the present disclosure provides an ozone water production device that deals with short circuits between an anode and a cathode via raw water. Further, the present disclosure provides a method for producing ozonated water that deals with short circuits between an anode and a cathode via raw water.

本開示は、
オゾン水を製造するための装置であって、
原水を収容する容器、
陽極、陰極および電解質膜を有して成る電解セルを有して成り、
前記電解セルの陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が前記容器の外側に位置付けられるように、前記電解セルが前記容器の壁面に取り付けられている、オゾン水製造装置に関する。
This disclosure:
A device for producing ozonated water,
a container containing raw water;
It comprises an electrolytic cell comprising an anode, a cathode and an electrolyte membrane,
The present invention relates to an ozone water production apparatus, wherein the electrolytic cell is attached to a wall surface of the container so that at least one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell is positioned outside the container.

本開示は、
容器に収容した原水を電解セルで電気分解してオゾン水を生成することを含み、
前記電解セルとして、陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が前記容器の外側に位置付けられる電解セルを用い、
前記原水が前記容器の外側に送液されるように、該容器の外側に位置付けられた電極側へと前記原水を供給し、
前記容器の壁面に取り付けられた前記電解セルで前記電気分解を行う、オゾン水の製造方法にも関する。
This disclosure:
It involves electrolyzing raw water contained in a container in an electrolytic cell to generate ozonated water,
As the electrolytic cell, an electrolytic cell is used in which at least one electrode side of an anode side and a cathode side is positioned outside the container,
supplying the raw water to an electrode side positioned outside the container so that the raw water is sent to the outside of the container;
The present invention also relates to a method for producing ozone water, in which the electrolysis is performed in the electrolytic cell attached to the wall of the container.

本開示によれば、原水を介した陽極と陰極との短絡に対処したオゾン水製造装置が提供される。 According to the present disclosure, there is provided an ozone water production device that deals with short circuits between an anode and a cathode via raw water.

また、本開示によれば、原水を介した陽極と陰極との短絡に対処したオゾン水の製造方法が提供される。 Further, according to the present disclosure, there is provided a method for producing ozonated water that deals with short circuits between an anode and a cathode via raw water.

図1は、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す模式斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the ozone water production apparatus of the present invention. 図2は、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the ozone water production apparatus of the present invention. 図3は、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す模式斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing an embodiment of the ozone water production apparatus of the present invention. 図4は、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the ozone water production apparatus of the present invention. 図5は、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す模式斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing an embodiment of the ozone water production apparatus of the present invention. 図6は、本発明のオゾン水製造装置の一実施形態を示す模式断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the ozone water production apparatus of the present invention. 図7は、従前のオゾン水製造装置を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional ozone water production apparatus.

以下では、本発明の一実施形態にかかるオゾン水の製造方法をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。 Below, a method for producing ozone water according to an embodiment of the present invention will be explained in more detail. Although explanations will be made with reference to drawings as necessary, various elements in the drawings are merely shown schematically and illustratively for understanding the present invention, and the appearance and dimensional ratio may differ from the actual thing. .

本明細書で言及する各種の数値範囲は、特段の説明が付されない限り、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。なお、“程度”といった用語は、数パーセント、例えば±10%の変動又は違いを含み得ることを意味する。 The various numerical ranges mentioned herein are intended to include the lower and upper numerical limits themselves, unless expressly stated otherwise. Note that the term "degree" means that it may include a variation or difference of several percent, for example ±10%.

[電解セルの基本的構成]
電解セルは、電極としての陽極および陰極、それら電極間に配置される電解質膜を少なくとも有して成る。陽極および陰極は、原水に外部から電気エネルギーを与えるための電極である。
[Basic configuration of electrolytic cell]
An electrolytic cell includes at least an anode and a cathode as electrodes, and an electrolyte membrane disposed between these electrodes. The anode and cathode are electrodes for applying electrical energy to raw water from the outside.

陽極は、外部電源の正極に接続される電極であり、電解槽の運転時に酸化反応がもたらされ得る電極である。一方、陰極は、外部電源の負極に接続される電極であり、電解槽の運転時に還元反応がもたらされ得る電極である。 The anode is an electrode that is connected to the positive electrode of an external power source and is an electrode that can undergo an oxidation reaction during operation of the electrolytic cell. On the other hand, the cathode is an electrode connected to the negative electrode of an external power source, and is an electrode that can cause a reduction reaction during operation of the electrolytic cell.

典型的には、電解質膜は陽イオン交換膜であって、陽極室と陰極室とを電気的、物理的に隔てる部材である。陽極と陰極との間における陽イオンの流れを可能とし、さらに陽極で生成した物質と陰極で生成した物質との混合を避けるべく電解質膜が設けられる。 Typically, the electrolyte membrane is a cation exchange membrane, and is a member that electrically and physically separates an anode chamber and a cathode chamber. An electrolyte membrane is provided to allow the flow of cations between the anode and the cathode and to prevent mixing of substances produced at the anode with substances produced at the cathode.

電解セルにおいて、電極は、例えば通液性を有する導電性基材から構成されていてよい。この点、陽極および陰極の少なくとも一方が導電性多孔基材を有して成っていてよい。換言すれば、陽極および陰極の少なくとも一方がメッシュ開口を有するようなメッシュ開口電極となっていてよい。あくまでも例示にすぎないが、例えば、グレイチング、マイクログレイチング、エキスパンドメタル、マイクロエキスパンドメタル、金網(平織メッシュ、綾織メッシュ等)、およびそれぞれの例示に関しフラット加工あるいはカレンダー加工を施したもの、金網の交点の出っ張りを抑えたフラット金網、またはパンチングメタルなどから電極が構成されていてよい。 In the electrolytic cell, the electrode may be made of, for example, a conductive base material having liquid permeability. In this regard, at least one of the anode and the cathode may include a conductive porous base material. In other words, at least one of the anode and the cathode may be a mesh opening electrode having mesh openings. Although these are just examples, examples include grating, micro grating, expanded metal, micro expanded metal, wire mesh (plain weave mesh, twill mesh, etc.), and those that have been flat-processed or calendered, and wire mesh. The electrodes may be made of flat wire mesh with reduced protrusions at intersections, punched metal, or the like.

ある態様では、陽極および陰極の双方が導電性多孔基材を有して成っていてよい。具体的には、陽極および陰極の双方は、グレイチング状、エキスパンドメタル状、または平織メッシュから構成されていてよい。ここでいう“グレイチング状”および“エキスパンドメタル状”とは線材が一体化して形成した格子状で、パンチングメタル状とは金属板に多数の通孔を形成した多孔板状である。導電性の多孔基材における開口率は、特に制限されるわけではないが、20%~90%程度、例えば30%~80%、40%~75%または50%~75%などであってよい。 In some embodiments, both the anode and the cathode may comprise electrically conductive porous substrates. Specifically, both the anode and the cathode may be constructed from grating, expanded metal, or plain woven mesh. The "grating shape" and "expanded metal shape" used herein refer to a lattice shape formed by integrating wire rods, and the "punched metal shape" refers to a perforated plate shape in which a large number of holes are formed in a metal plate. The open area ratio of the conductive porous base material is not particularly limited, but may be about 20% to 90%, for example, 30% to 80%, 40% to 75%, or 50% to 75%. .

電解質膜としては、従来公知のものを使用してよい。電気分解による電気化学反応に鑑みると、陽イオンが通過できる固体高分子電解質膜を用いてよい。具体的には陽イオン交換膜を用いてよい。 As the electrolyte membrane, conventionally known ones may be used. In view of the electrochemical reaction caused by electrolysis, a solid polymer electrolyte membrane through which cations can pass may be used. Specifically, a cation exchange membrane may be used.

[電気分解]
水の電気分解によるオゾン水の生成方法には、大別して直接電解法と間接電解法がある。直接電解法では、純水も含めた水の電気分解により水中で発生したオゾンを、電気分解した水に“直接”溶解させてオゾン水を生成する。一方で、間接電解法では、純水の電気分解に付す等で生成したオゾンを一旦回収し、その後別工程でオゾンガスを原水に混合、曝気する等により溶解させることでオゾン水を生成する。上記オゾンを水に溶解させる2つの溶解法のうち、特に後者は電解法でありながら、オゾンガス混合によるオゾン水生成であることから、間接電解法とも呼ばれている。安全性、装置のコンパクトさ、および使い易さなどのメリットから、直接電解法が次第に普及してきている。
[Electrolysis]
Methods for producing ozone water by electrolysis of water can be broadly classified into direct electrolysis and indirect electrolysis. In the direct electrolysis method, ozone generated in water, including pure water, is dissolved "directly" in the electrolyzed water to produce ozonated water. On the other hand, in the indirect electrolysis method, ozone generated by subjecting pure water to electrolysis is once recovered, and then ozone gas is mixed with raw water in a separate process and dissolved by aeration, etc., to generate ozonated water. Of the two dissolving methods for dissolving ozone in water, the latter is an electrolytic method, but it is also called an indirect electrolytic method because it generates ozone water by mixing ozone gas. Direct electrolysis methods are becoming increasingly popular due to their advantages such as safety, compactness of equipment, and ease of use.

図7は直接電解法の一例を模式的に示した断面図である。電解セル30’は、ケーシング1’、ケーシング1’の内側に陽極2’、陰極4’、および陽極2’と陰極4’との間に挟持された電解質膜3’を有して成る。上記陽極側および上記陰極側に原水を供給すると共に、陽極2’と陰極4’との間に直流電力を印加、通電することによって、原水を直接電気分解し、オゾン水を生成する。 FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the direct electrolysis method. The electrolytic cell 30' includes a casing 1', an anode 2', a cathode 4' inside the casing 1', and an electrolyte membrane 3' sandwiched between the anode 2' and the cathode 4'. Raw water is supplied to the anode side and the cathode side, and DC power is applied and energized between the anode 2' and the cathode 4' to directly electrolyze the raw water and generate ozone water.

図7を参照して、直接電解法によるオゾン水の生成機構を概説する。上述の通り、直接電解法では、電解質膜3’を陽極2’および陰極4’で挟持して構成された電解セルに、原水を通水し電気分解することにより、陽極2’でオゾンが生成すると同時にオゾンが原水に溶解して直接オゾン水を生成する。オゾン生成の電気化学反応は次のように示され、陽極2’では酸素の生成とオゾンの生成が同時に起こる。そのため、酸素の生成を抑制しオゾンの生成を優位にするために、酸素過電圧の高い電極が使用される。
2HO→O2+4H+4e-(酸素生成)
3HO→O3+6H+6e-(オゾン生成)
Referring to FIG. 7, the mechanism for producing ozone water by the direct electrolysis method will be outlined. As mentioned above, in the direct electrolysis method, ozone is generated at the anode 2' by passing raw water through an electrolysis cell configured by sandwiching an electrolyte membrane 3' between an anode 2' and a cathode 4' and electrolyzing it. At the same time, ozone is dissolved in raw water to directly generate ozonated water. The electrochemical reaction for ozone production is shown as follows, and oxygen production and ozone production occur simultaneously at the anode 2'. Therefore, an electrode with a high oxygen overvoltage is used to suppress the production of oxygen and give priority to the production of ozone.
2H 2 O → O 2+ 4H + +4e - (oxygen production)
3H 2 O→O 3+ 6H + +6e - (Ozone generation)

陽極側で発生したH+は陽極側から電解質膜を通り陰極側に移動し、次に示す電気化学反応に従い、陰極表面で電子を受け気体水素となる。
2H+2e-→H
原水中にCa2+、Mg2+、Na2+などの陽イオンが含まれる場合、それら陽イオンも陽極側から陰極側へと移動し、一部が水酸化物として析出し得る。
H + generated on the anode side moves from the anode side to the cathode side through the electrolyte membrane, receives electrons on the cathode surface and becomes gaseous hydrogen according to the electrochemical reaction shown below.
2H + +2e - →H 2
When raw water contains cations such as Ca 2+ , Mg 2+ , Na 2+ , etc., these cations also move from the anode side to the cathode side, and some of them can be precipitated as hydroxides.

陽極としては、酸素過電圧の高いオゾン生成を優位にする材料を使用してよい。具体的には、β-二酸化鉛、白金、白金族(パラジウム、ロジウム、および/またはルテニウム)、金、カーボン(黒鉛)、および導電性ダイアモンド等から成る群から選択される少なくとも1種の材料が挙げられ、これらの材料の中でも、酸素過電圧の高く安定性が良い点で白金、金又はその被覆金属を使用してもよく、特にチタンに白金をメッキや熱着により被覆した金属を使用すると製品コストを安価に抑えることができる。また、チタンやニオブの基材に、導電性ダイアモンドを化学蒸着等により被覆した材料を使用してもよい。 As the anode, a material that favors ozone production with a high oxygen overvoltage may be used. Specifically, at least one material selected from the group consisting of β-lead dioxide, platinum, platinum group (palladium, rhodium, and/or ruthenium), gold, carbon (graphite), conductive diamond, etc. Among these materials, platinum, gold, or metals coated with platinum may be used because of their high oxygen overvoltage and good stability.In particular, the use of metals coated with platinum on titanium by plating or heat bonding may cause problems in the product. Costs can be kept low. Alternatively, a material in which a titanium or niobium base material is coated with conductive diamond by chemical vapor deposition or the like may be used.

陽極の構造としては、陽極をグレイチング状あるいはエキスパンドメタル状にしてよい。そして、陽極は陽イオン交換膜に密接するように配置されている。グレイチング状あるいはエキスパンドメタル状の陽極では、陽極を構成するメッシュサイズの異なる複数のグレイチングの積層により、流れ方向に垂直の断面での流速の違いが生じることにより渦流を生じ、陽極で発生したオゾンの微泡を巻き込んで溶解を早めると共に電解質膜表面でのオゾン濃度を低下させ、オゾン生成を促進することができる。 As for the structure of the anode, the anode may have a grating shape or an expanded metal shape. The anode is placed in close contact with the cation exchange membrane. In grating-shaped or expanded metal-shaped anodes, the lamination of multiple gratings with different mesh sizes that make up the anode causes a difference in flow velocity in a cross section perpendicular to the flow direction, resulting in eddy currents that occur at the anode. By involving ozone microbubbles, it is possible to accelerate dissolution and reduce the ozone concentration on the surface of the electrolyte membrane, thereby promoting ozone production.

陰極としては、水素過電圧の低い材料を使用してよい。具体的には、上述した陽極と同様の金属を使用することができ、水素過電圧が低く、安定性が良い点で白金、金又はその被覆金属を使用してよく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製品コストを安価に抑えることができる。そして、陰極も陽イオン交換膜に密接するように配置されている。また、陰極も陽極と同様にグレイチング状としてもよく、特に、陰極は陽極よりも目の粗さが粗くなるように形成されていてよい。 A material with low hydrogen overvoltage may be used as the cathode. Specifically, the same metal as the anode described above can be used, and platinum, gold, or a metal coated with it may be used because of its low hydrogen overvoltage and good stability. In particular, titanium coated with platinum may be used. Using metal can keep product costs low. The cathode is also placed in close contact with the cation exchange membrane. Further, the cathode may also be formed into a grating shape like the anode, and in particular, the cathode may be formed to have a coarser mesh than the anode.

直接電解法で用いる電解質膜としては、発生するオゾンに対して耐久性のある電解質膜を用いてもよい。例えば、フッ素系陽イオン交換膜を使用してよい。例えば、Nafion(登録商標)を使用してよい。電解質膜の厚さは100~300μmであってよい。 As the electrolyte membrane used in the direct electrolysis method, an electrolyte membrane that is durable against generated ozone may be used. For example, a fluorine-based cation exchange membrane may be used. For example, Nafion® may be used. The thickness of the electrolyte membrane may be 100-300 μm.

原水の硬度は、特に限定されないが、例えば、0~800mg/L、40~800mg/Lであってよく、40~300mg/Lであってよい。例えば硬度が800mg/Lよりも高い場合、電解質膜への負担を減らすために、任意の方法で硬度を下げてもよい。 The hardness of the raw water is not particularly limited, but may be, for example, 0 to 800 mg/L, 40 to 800 mg/L, or 40 to 300 mg/L. For example, if the hardness is higher than 800 mg/L, the hardness may be lowered by any method to reduce the burden on the electrolyte membrane.

原水の温度が低いほど、原水中へのオゾンの溶解度が増加するため、オゾン水濃度が高いオゾン水を生成し易くなる。直接電解法によるオゾン水生成に用いる原水の温度は特に限定されない。例えば、原水の温度は、0℃を超えて40℃以下であってよく、好ましくは、5℃以上35℃以下であってよい。原水の温度は、例えば、室温であってよい。 The lower the temperature of the raw water, the more the solubility of ozone in the raw water increases, making it easier to generate ozonated water with a high ozone water concentration. The temperature of raw water used to generate ozone water by direct electrolysis is not particularly limited. For example, the temperature of the raw water may be higher than 0°C and lower than 40°C, preferably higher than 5°C and lower than 35°C. The temperature of the raw water may be, for example, room temperature.

陽極と陰極は電線を介して電源装置と電気的に接続され、直流電圧が印加されるように構成されている。印加する直流電圧は電極の材質によって異なるが、例えば白金を使用した電極を用いて電流密度が0.2A/cmの場合、電圧が5V以上あればよい。 The anode and the cathode are electrically connected to a power supply device via an electric wire, and are configured to be applied with a DC voltage. The DC voltage to be applied varies depending on the material of the electrode, but for example, if an electrode using platinum is used and the current density is 0.2 A/cm 2 , the voltage may be 5 V or more.

直接電解法では、生成されたオゾン水のオゾン水濃度を検出するセンサーを設けてもよい。オゾン水濃度の検出方法は、既知の方法であれば特に限定されない。例えば、オゾン水センサーは、互いにイオン化傾向の異なる、検出電極と比較電極とを備えているものを使用してよい。オゾン水濃度センサーは、例えば、オゾン水製造装置100の取り出しラインの途中、あるいはケーシング1内に取り付けられ、検出電極および比較電極を、流動するオゾン水に接触させる。流動するオゾン水に接触することにより、検出電極および比較電極には起電力が発生し、オゾン水のオゾン水濃度に対応した電気信号が得られ、オゾン水の濃度を計測できる。 In the direct electrolysis method, a sensor may be provided to detect the ozonated water concentration of the generated ozonated water. The method for detecting the ozone water concentration is not particularly limited as long as it is a known method. For example, an ozone water sensor may be used that includes a detection electrode and a comparison electrode that have different ionization tendencies. The ozone water concentration sensor is installed, for example, in the middle of the take-out line of the ozonated water production device 100 or inside the casing 1, and the detection electrode and the comparison electrode are brought into contact with the flowing ozonated water. By contacting the flowing ozonated water, an electromotive force is generated in the detection electrode and the reference electrode, and an electrical signal corresponding to the ozonated water concentration of the ozonated water is obtained, allowing the concentration of the ozonated water to be measured.

直接電解法で生成するオゾン水濃度は、オゾン水の使用目的に応じて設定してよい。例えば、直接電解法で生成するオゾン水濃度は、0.1mg/L~10mg/Lの範囲で設定してもよい。 The concentration of ozonated water produced by the direct electrolysis method may be set depending on the purpose of use of the ozonated water. For example, the concentration of ozone water produced by direct electrolysis may be set in the range of 0.1 mg/L to 10 mg/L.

本明細書でいう「オゾン水」とは、オゾンが溶解した水のことである。水中にオゾン以外の成分が存在していても、水中にオゾンがあればオゾン水といえる。一般的にオゾンは水中に微量にしか溶解しないため、水中にオゾン以外の成分が相対的多く存在、又は溶解したオゾン水も通常あり得る。また、「オゾン水濃度」とは、水又は水溶液中にどの程度オゾンが存在しているかを意味し、例えば水又は水溶液1リットル中にオゾンが何mg存在しているかを意味しており、例えばmg/L、又はppmで表すことができる。 "Ozonated water" as used herein refers to water in which ozone is dissolved. Even if there are components other than ozone in the water, if there is ozone in the water, it can be said to be ozonated water. Generally, ozone dissolves in only a small amount in water, so there may normally be ozone water in which relatively large amounts of components other than ozone are present or dissolved in water. In addition, "ozone water concentration" means how much ozone is present in water or an aqueous solution, for example, how many mg of ozone is present in 1 liter of water or an aqueous solution, for example, It can be expressed in mg/L or ppm.

原水は、例えば、水道水、RO水、イオン交換水、または酸性水であってよい。 The raw water may be, for example, tap water, RO water, ion exchange water, or acidic water.

原水のpHは、特に限定されないが、酸性域から中性域であってよい。具体的には、原水のpHは、1以上8以下であってよく、好ましくは2以上7以下、より好ましくは3以上7以下であってよい。なお、本明細書において「pH」とは、水素イオン指数を指している。かかるpHは、公知のpH測定機器を用いて測定してよい。例えば、ガラス電極式pH測定器を用いてもよい。具体的には、pHの値は、例えば、「JIS Z 8802 pH測定方法」に準拠して測定された値であってよい。 The pH of the raw water is not particularly limited, but may be in the acidic range to the neutral range. Specifically, the pH of the raw water may be 1 or more and 8 or less, preferably 2 or more and 7 or less, and more preferably 3 or more and 7 or less. Note that in this specification, "pH" refers to the hydrogen ion index. Such pH may be measured using a known pH measuring device. For example, a glass electrode pH meter may be used. Specifically, the pH value may be a value measured in accordance with, for example, "JIS Z 8802 pH measurement method."

[本発明の特徴部分]
(オゾン水製造装置)
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。図示する内容は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観および寸法比などは実物と異なり得る。各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。
[Characteristics of the present invention]
(Ozone water production equipment)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The illustrated contents are merely shown schematically and exemplarily for understanding the present invention, and the appearance, size ratio, etc. may differ from the actual thing. In each drawing, members having the same function may be designated by the same reference numerals.

図1および図2は、本発明の一実施形態のオゾン水製造装置100を示す。図1および図2に示すように、本発明の一実施形態のオゾン水製造装置100は、原水20を収容する容器10、ならびに陽極2、陰極4および電解質膜3を有して成る電解セル30を有して成る。電解セル30の陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が容器10の外側に位置付けられるように、電解セル30が容器10の壁面に取り付けられている。換言すると、電解セル30が容器の壁面から突出するように設けられている。別の切り口では、装置を外側からみると、電解セルの存在に起因してオゾン水製造装置は凸状部を有して成る。 FIGS. 1 and 2 show an ozone water production apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, an ozone water production apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a container 10 containing raw water 20, and an electrolytic cell 30 comprising an anode 2, a cathode 4, and an electrolyte membrane 3. It consists of The electrolytic cell 30 is attached to the wall surface of the container 10 such that at least one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell 30 is positioned outside the container 10. In other words, the electrolytic cell 30 is provided so as to protrude from the wall of the container. From another perspective, when the device is viewed from the outside, the ozonated water production device has a convex portion due to the presence of the electrolytic cell.

本明細書における「容器の外側」とは、容器の外面またはその近傍を意味する。換言すると、「容器の外側」とは、原水と接している容器壁(例えば側面)の内面(例えば内周面)とは反対側の外面(例えば外周面)を意味している。 As used herein, "outside the container" means the outer surface of the container or the vicinity thereof. In other words, the "outside of the container" means the outer surface (eg, outer circumferential surface) of the container wall (eg, side surface) opposite to the inner surface (eg, inner circumferential surface) that is in contact with the raw water.

電解セル30の陽極2および陰極4には、それぞれ容器10の原水20が供給される。外部電源60から陽極2および陰極4に電流を流すと、電気化学反応により、原水20は電気分解され、陽極側でオゾンおよび陰極側で水素が生成する。陽極側で生成したオゾンは、陽極側に供給されている原水20に溶解し、オゾン水となる。 Raw water 20 in the container 10 is supplied to the anode 2 and cathode 4 of the electrolytic cell 30, respectively. When an electric current is passed from the external power source 60 to the anode 2 and the cathode 4, an electrochemical reaction causes the raw water 20 to be electrolyzed, producing ozone on the anode side and hydrogen on the cathode side. Ozone generated on the anode side is dissolved in the raw water 20 supplied to the anode side, and becomes ozone water.

図1および図2に示すように、電解セル30の陽極2および陰極4のそれぞれには、陽極電線2aおよび陰極電線4aが接続されている。陽極電線2aおよび陰極電線4aは、外部電源60に接続されている。外部電源60は、陽極電線2aおよび陰極電線4aを介して電解セル30に電流を流す。上記の通り、電解セル30の陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が容器10の外側に位置付けられている。従って、陽極側および陰極側のそれぞれに接続されている陽極電線2aおよび陰極電線4aの少なくとも一方の電極線も容器10の外側に位置付けられる。図1および図2で示す態様の場合、陽極電線2aが容器10の外側に位置付けられ、陰極電線4aが容器の内側に位置付けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, an anode wire 2a and a cathode wire 4a are connected to the anode 2 and cathode 4 of the electrolytic cell 30, respectively. The anode wire 2a and the cathode wire 4a are connected to an external power source 60. External power supply 60 supplies current to electrolysis cell 30 via anode wire 2a and cathode wire 4a. As described above, at least one of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell 30 is positioned outside the container 10. Therefore, at least one of the anode wire 2a and the cathode wire 4a connected to the anode side and the cathode side, respectively, is also positioned outside the container 10. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the anode wire 2a is located outside the container 10, and the cathode wire 4a is located inside the container.

本発明の一実施形態にかかるオゾン水製造装置は、上記技術的特徴を有することで、下記の技術的効果が奏され得る。 The ozonated water production device according to one embodiment of the present invention has the above technical features, and can achieve the following technical effects.

図7は、従前のオゾン水製造装置100’を示す。図7に示すように、従前のオゾン水製造装置100’では、電解セル30’は原水20’に浸漬している。電解セル30’の陽極2’および陰極4’のそれぞれは、陽極電線2a’および陰極電線4a’を介して外部電源60’と電気的に接続されている。電解セル30’は原水20’に浸漬しているため、陽極2’および陰極4のそれぞれに接続されている陽極電線2a’および陰極電線4a’の一部も原水20’に浸漬している。 FIG. 7 shows a conventional ozonated water production apparatus 100'. As shown in FIG. 7, in the conventional ozonated water production apparatus 100', the electrolytic cell 30' is immersed in raw water 20'. Each of the anode 2' and cathode 4' of the electrolytic cell 30' is electrically connected to an external power source 60' via an anode wire 2a' and a cathode wire 4a'. Since the electrolytic cell 30' is immersed in the raw water 20', parts of the anode wire 2a' and the cathode wire 4a' connected to the anode 2' and the cathode 4, respectively, are also immersed in the raw water 20'.

外部電源60’は、原水20’に浸漬している陽極電線2a’および陰極電線4a’を介して電解セル30’に電流を流す。電流が流れた電解セル30’では原水20’が電気分解されて、陽極側でオゾンおよび陰極側で水素が生成する。ここで、陽極2’および陰極4’に接続されて電解セル30’から引き出されている陽極電線2a’および陰極電線4a’のそれぞれは、裸線(即ち絶縁材等で被覆されていない電線)であり得る。当該裸線は、絶縁材等で被覆された電線(2b’および4b’)と接続して外部電源と繋がり得る。 The external power source 60' supplies current to the electrolytic cell 30' via the anode wire 2a' and the cathode wire 4a' which are immersed in the raw water 20'. The raw water 20' is electrolyzed in the electrolytic cell 30' through which a current flows, and ozone is produced on the anode side and hydrogen is produced on the cathode side. Here, each of the anode electric wire 2a' and the cathode electric wire 4a' connected to the anode 2' and the cathode 4' and drawn out from the electrolytic cell 30' is a bare wire (that is, an electric wire not covered with an insulating material, etc.). It can be. The bare wire can be connected to an external power source by connecting to electric wires (2b' and 4b') covered with an insulating material or the like.

原水20’は導電性を有し得るため、上記裸線と原水とは電気的に接続され得る。つまり、浸漬している陽極電線2a’および陰極電線4a’を流れる電流の一部は、原水20’中に流れ得る。例えば、原水20’中に電流が流れると、原水20’を介して陽極電線2a’と陰極電線4a’とが短絡し、電解セル30’の電極間に流れる電流量が減少し、オゾンが生成され難くなる。特に、導電率の高い原水の場合に生じやすい傾向がある。また、電解セルが小型化するほど、陽極と陰極の間隔が小さくなり、導電率の低い原水の場合でも短絡する虞がある。 Since the raw water 20' can have conductivity, the bare wire and the raw water can be electrically connected. In other words, part of the current flowing through the immersed anode wire 2a' and cathode wire 4a' may flow into the raw water 20'. For example, when a current flows in the raw water 20', the anode wire 2a' and the cathode wire 4a' are short-circuited through the raw water 20', the amount of current flowing between the electrodes of the electrolytic cell 30' decreases, and ozone is generated. It becomes difficult to be treated. This tends to occur particularly in the case of raw water with high electrical conductivity. Furthermore, as the electrolytic cell becomes smaller, the distance between the anode and the cathode becomes smaller, which may cause a short circuit even in the case of raw water with low conductivity.

本発明の一実施形態では、図1および図2に示すように、電解セル30の陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が容器10の外側に位置付けられるように、電解セル30が容器10の壁面に取り付けられている。つまり、陽極側および陰極側に接続されているそれぞれの電線の少なくとも一方の電線も、容器10の外側に位置付けられることになり、原水20に浸漬し得ない。したがって、原水20を介して陽極電線2aと陰極電線4aとが短絡することを抑制し、オゾンを安定して生成し易くなる。また、導電率の高い原水を使用しても短絡する虞が相対的に低いため、オゾン水を効率的に生成し易くなる。さらに、電解セルを小型化しても短絡する虞が相対的に低いため、オゾン水製造装置の小型化がし易くなる。 In one embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the electrolytic cell 30 is arranged inside the container 10 such that at least one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell 30 is positioned outside the container 10. It is attached to the wall. That is, at least one of the electric wires connected to the anode side and the cathode side is also positioned outside the container 10 and cannot be immersed in the raw water 20. Therefore, short circuit between the anode wire 2a and the cathode wire 4a via the raw water 20 is suppressed, and ozone is easily generated stably. Furthermore, even if raw water with high conductivity is used, there is a relatively low risk of short circuits, making it easier to efficiently generate ozone water. Furthermore, even if the electrolytic cell is downsized, there is a relatively low risk of short circuits, making it easier to downsize the ozone water production device.

従前のオゾン水製造装置は、電解セルを容器中の原水に浸漬させ、容器口に噴霧器等を取り付けて使用することがある。かかる態様では、電解セルが容器内に閉じ込められるため、電解セルを取り出す際は、オゾン水製造装置を分解する必要がある。本発明の一実施形態では、電解セルが容器の壁面に取り付けられているため、電解セルを壁面から取り外すことができる。つまり、オゾン水製造装置を分解せずに、電解セルのみを取り外すことができる。したがって、電解セルの交換または整備等がし易くなる。 In conventional ozonated water production equipment, an electrolytic cell is immersed in raw water in a container, and a sprayer or the like is attached to the mouth of the container. In this embodiment, since the electrolytic cell is confined within the container, it is necessary to disassemble the ozone water production device when taking out the electrolytic cell. In one embodiment of the invention, the electrolytic cell is attached to the wall of the container so that it can be removed from the wall. In other words, only the electrolytic cell can be removed without disassembling the ozone water production device. Therefore, it becomes easier to replace or maintain the electrolytic cell.

一実施形態では、電解セルの陽極側および陰極側の双方が容器の外側に位置付けられるように、電解セルが容器の壁面に取り付けられていてもよい。換言すると、電解セルと容器の壁面とが同一平面上に位置付けられるように、電解セルを容器の外側壁面に設けてもよい。つまり、図示されるように電解セルの少なくとも一部が、容器(例えば容器壁面、好ましくは容器側面)から露出していてよい。 In one embodiment, the electrolytic cell may be attached to the wall of the container such that both the anode and cathode sides of the electrolytic cell are located outside the container. In other words, the electrolytic cell may be provided on the outer wall of the container so that the electrolytic cell and the wall of the container are located on the same plane. That is, as illustrated, at least a portion of the electrolytic cell may be exposed from the container (for example, the wall surface of the container, preferably the side surface of the container).

図3及び図4に示すオゾン水製造装置100の態様では、電解セル30の陽極側および陰極側の双方が、容器10の外側に位置付けられている。換言すると、電解セル30が容器の壁面から突出するように設けられている。図3の断面図で示すように、電解セル30全体が容器10の外側に位置付けられながらも、電解セル30が容器10の壁面上に位置付けられていてよい。具体的には、電解セル30のケーシング1と容器10の壁面とが互いに接している。別の切り口では、装置を外側からみると、電解セルの存在に起因してオゾン水製造装置は凸状部を有して成る。 In the embodiment of the ozone water production apparatus 100 shown in FIGS. 3 and 4, both the anode side and the cathode side of the electrolytic cell 30 are positioned outside the container 10. In other words, the electrolytic cell 30 is provided so as to protrude from the wall of the container. As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the electrolytic cell 30 may be positioned on the wall of the container 10, while the entire electrolytic cell 30 is positioned outside the container 10. Specifically, the casing 1 of the electrolytic cell 30 and the wall surface of the container 10 are in contact with each other. From another perspective, when the device is viewed from the outside, the ozonated water production device has a convex portion due to the presence of the electrolytic cell.

図3及び図4に示すように、電解セル30の電極室に設けられた開口部と容器10に設けられた貫通孔とが互いに連通している。かかる構成では、容器10内の原水は、電解セル30内部に直接移動できる。つまり、容器10の外側に位置付けられている電極のうち、一方の電極は容器10内の原水20を直接供給できる。他方の電極は容器10内の原水20を供給ライン40等を介して供給できる。生成したオゾン水は排出あるいは、吸引ライン50介して容器10内に戻してもよく、外部へと取り出してもよい。 As shown in FIGS. 3 and 4, the opening provided in the electrode chamber of the electrolytic cell 30 and the through hole provided in the container 10 communicate with each other. With such a configuration, the raw water within the container 10 can be moved directly into the electrolytic cell 30. In other words, one of the electrodes located outside the container 10 can directly supply the raw water 20 inside the container 10 . The other electrode can be supplied with the raw water 20 in the container 10 via the supply line 40 or the like. The generated ozone water may be discharged or returned into the container 10 via the suction line 50, or may be taken out to the outside.

かかる態様では、陽極電線2aおよび陰極電線4aの双方は、容器10の外側に位置付けられる。従って、原水を介して陽極電線と陰極電線4aとが短絡することを回避できる。また、陽極電線2aおよび陰極電線4aのそれぞれは、原水に浸漬する部分がなくなるため、腐食し難くなる。特に、原水に起因する腐食(例えば湿式腐食)を抑制し易くなる。 In such embodiments, both the anode wire 2a and the cathode wire 4a are positioned outside the container 10. Therefore, short circuit between the anode wire and the cathode wire 4a via the raw water can be avoided. In addition, each of the anode wire 2a and the cathode wire 4a does not have a portion immersed in raw water, and therefore is less likely to corrode. In particular, it becomes easier to suppress corrosion caused by raw water (for example, wet corrosion).

さらに、容器と連通している電解セルの電極側は、電気分解時に、容器内の原水で浸漬することになるため、原水の供給手段等を省略し得る。従って、かかる態様は、オゾン水製造装置の小型化に寄与し得る。 Furthermore, since the electrode side of the electrolytic cell communicating with the container is immersed in raw water in the container during electrolysis, a means for supplying raw water, etc. can be omitted. Therefore, this embodiment can contribute to downsizing of the ozone water production device.

容器10は、オゾン水の製造において常套用いられる容器を用いてもよい。容器10の材質としては、例えば、樹脂、ガラス、セラミックス、及び金属から成る群から選択される少なくとも一つを有して成る容器を使用してよい。図示するようなオゾン水製造装置100の容器10は蓋をせず開放系であるが、説明のため省略しているにすぎず、実際の使用時には原水20への異物の混入防止の観点、または原水20の漏れ、蒸発を防ぐために蓋をした密閉系になっていてよい。容器の大きさは、特に制限はされないが、携行性の観点から、小型の容器であってもよい。例えば、スプレー機に取り付けられて用いられる容器の大きさであってよい。 The container 10 may be a container commonly used in the production of ozonated water. As the material of the container 10, for example, a container made of at least one selected from the group consisting of resin, glass, ceramics, and metal may be used. Although the container 10 of the ozone water production apparatus 100 shown in the figure is an open system without a lid, this is only omitted for the sake of explanation. It may be a closed system with a lid to prevent leakage and evaporation of the raw water 20. Although the size of the container is not particularly limited, it may be a small container from the viewpoint of portability. For example, it may be the size of a container used when attached to a spray machine.

本開示のオゾン水製造装置は、さらに以下の態様を採りえる。 The ozone water production device of the present disclosure can further adopt the following aspects.

本発明の一実施形態のオゾン水製造装置では、図1および図2に示すように、電解セル30の陽極側および陰極側のうち一方の電極側のみが、容器10の壁面を介して容器10の外側に位置付けられていてよい。具体的には、陽極側および陰極側のうち、一方の電極側のみが容器外に位置付けられており、他方の電極側が容器内に位置付けられていてよい。 In the ozonated water production apparatus according to the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, only one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell 30 is connected to the container 10 through the wall surface of the container 10. It may be positioned outside of the Specifically, of the anode side and the cathode side, only one electrode side may be positioned outside the container, and the other electrode side may be positioned inside the container.

本明細書における「容器外に位置付けられている電極側」とは、容器壁面に取り付けられている電解セルのうち、容器外へと突出している側の電解セルの電極側を意味する。本明細書における「容器内に位置付けられている電極側」とは、容器壁面に取り付けられている電解セルのうち、容器内へと突出している側の電解セルの電極側を意味する。 The term "electrode side located outside the container" as used herein means the electrode side of the electrolytic cell that is attached to the wall of the container and projects outside the container. In this specification, "the electrode side positioned within the container" means the electrode side of the electrolytic cell that is attached to the wall surface of the container and projects into the container.

容器外に位置付けられている電極側には、電解質膜、電極、電極室、および/または外部電源に接続された電線を含んでいてよい。つまり、電解質膜、電極、電極室、および/または電線は、外側に位置付けられていてよい。なお、本実施形態では、原水を電気分解する際、外側に位置付けられている電極室は原水で満たされることになる。つまり、電気分解の際、原水も容器外に位置付けられることになる。 The side of the electrode located outside the container may include an electrolyte membrane, an electrode, an electrode chamber, and/or a wire connected to an external power source. That is, the electrolyte membrane, electrodes, electrode chamber, and/or electric wires may be located on the outside. In addition, in this embodiment, when electrolyzing raw water, the electrode chamber located on the outside is filled with raw water. In other words, during electrolysis, raw water is also positioned outside the container.

容器内に位置付けられている電極側には、電解質膜、電極、電極室、および/または外部電源に接続された電線を含んでいてよい。つまり、電解質膜、電極、電極室、および/または電線は、内側に位置付けられていてよい。なお、原水を電気分解する際、電極室は原水で満たされることになる。 The electrode side located within the container may include an electrolyte membrane, an electrode, an electrode chamber, and/or a wire connected to an external power source. That is, the electrolyte membrane, electrodes, electrode chamber, and/or wires may be located inside. Note that when raw water is electrolyzed, the electrode chamber is filled with raw water.

電解セルの陽極側および陰極側のうち一方の電極側のみが、容器の壁面を介して容器の外側に位置付けられていると、原水を介して陽極電線と陰極電線とが互いに短絡することを抑制し易くなる。さらに、容器内に位置づけられている電極側は、容器内の原水に浸漬する。つまり、容器内に位置づけられている電極側への原水の供給手段を省略することができ、オゾン水製造装置の小型化に寄与し得る。 If only one of the anode and cathode sides of the electrolytic cell is positioned outside the container through the wall surface of the container, it will prevent the anode wire and the cathode wire from shorting each other through the raw water. It becomes easier to do. Furthermore, the electrode side located within the container is immersed in raw water within the container. That is, the means for supplying raw water to the electrode side located in the container can be omitted, which can contribute to downsizing of the ozone water production apparatus.

電解セルの陽極側および陰極側のうち一方の電極側のみを、容器の壁面を介して容器の外側に位置付ける手段としては、電解セルを容器の壁面に埋め込んで取り付けてもよい。例えば、容器壁面に貫通孔を設け、当該貫通孔に電解セルを嵌合して挿通するように設けてもよい。または、容器と電解セルとが一体化したものを作製してもよい。 As a means for positioning only one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell outside the container via the wall surface of the container, the electrolytic cell may be embedded and attached to the wall surface of the container. For example, a through hole may be provided in the wall surface of the container, and the electrolytic cell may be fitted and inserted into the through hole. Alternatively, a container and an electrolytic cell may be integrated.

電解セルは、電解質膜と容器壁面とが互いに平行となるように、容器の壁面を介して容器の外側に位置付けてもよい。例えば、電解セルは、電解質膜と容器壁面とが同一平面上に位置付けられるように、容器の壁面を介して容器の外側に位置付けてもよい。また、電解セルは、電極と容器壁面とが平行となるように、容器の壁面を介して容器の外側に位置付けてもよい。かかる態様を採ることにより、電解セルを容器壁面に正確に位置付けた状態になり易くなり、例えば、電解セルと容器との隙間および界面等から原水が漏れ出ることを抑制し易くなる。 The electrolytic cell may be positioned outside the container via the container wall so that the electrolyte membrane and the container wall are parallel to each other. For example, the electrolytic cell may be positioned outside the container via the container wall such that the electrolyte membrane and the container wall are located on the same plane. Further, the electrolytic cell may be positioned outside the container via the wall surface of the container so that the electrode and the wall surface of the container are parallel to each other. By adopting such an aspect, it becomes easier to accurately position the electrolytic cell on the wall surface of the container, and it becomes easier to suppress leakage of raw water from, for example, a gap or an interface between the electrolytic cell and the container.

容器壁面に取り付けた電解セルと容器壁面との隙間または界面には、シール部材が設けられていてよい。シール部材としては、弾性のある樹脂部材であってよく、例えば、Oリング、ゴムパッキン、またはシーラント等が挙げられる。容器壁面と電解セルとの隙間または界面にシール部材を設けることにより、容器壁面と電解セルとの隙間がより密閉され易くなり、容器内の原水が当該隙間または界面から漏れにくくなる。 A sealing member may be provided in the gap or interface between the electrolytic cell attached to the container wall and the container wall. The sealing member may be an elastic resin member, such as an O-ring, a rubber packing, or a sealant. By providing a sealing member in the gap or interface between the container wall surface and the electrolytic cell, the gap between the container wall surface and the electrolytic cell is more easily sealed, and the raw water in the container is less likely to leak from the gap or interface.

本発明の一実施形態では、電解セルは、容器壁面に対し着脱可能な構成を有していてもよい。容器壁面に対し着脱可能な構成とは、例えば、容器外部と容器内部とを連通するジョイント等を容器壁面に設けて、当該ジョイント等に電解セルを装着または挿入可能な構成であってよい。ジョイントおよび/または電解セルには、ジョイントと電解セルとが互いに係止し合う係止機構を有していてもよい。かかる態様を採ることにより、容器壁面に設けられた電解セルの交換が容易となり得る。 In one embodiment of the present invention, the electrolytic cell may have a structure that can be attached to and detached from the wall of the container. The configuration that can be attached to and detached from the container wall may be, for example, a configuration in which a joint or the like that communicates between the outside of the container and the inside of the container is provided on the container wall, and the electrolytic cell can be attached or inserted into the joint or the like. The joint and/or the electrolytic cell may have a locking mechanism that locks the joint and the electrolytic cell to each other. By adopting such an aspect, the electrolytic cell provided on the wall of the container can be easily replaced.

本発明の一実施形態では、電解セルは、螺合によって容器壁面に着脱可能な構成を有していてもよい。例えば、電解セルのケーシングは、ネジ山が設けられているケーシング部材とネジ溝が設けられているケーシング部材とを螺合することによって構成されていてよい。かかる態様を採ることにより、電解セルを壁状に位置付けた状態で、電解セルの一部を取り外すことが可能となり、電解セル内部を点検し易くなる。 In one embodiment of the present invention, the electrolytic cell may have a structure that can be attached to and detached from the container wall by screwing. For example, the casing of the electrolytic cell may be constructed by screwing together a casing member provided with threads and a casing member provided with thread grooves. By adopting such an aspect, it becomes possible to remove a part of the electrolytic cell while the electrolytic cell is positioned in a wall-like manner, and it becomes easy to inspect the inside of the electrolytic cell.

螺合によって容器壁面に着脱可能な構成において、例えば、ネジ山および/またはネジ溝に封止材を設けていてもよい。封止材は、例えば、液状ガスケット、液状パッキン、またはシールテープであってよい。かかる態様を採ることにより、容器壁面と電解セルのねじ山-ねじ溝との隙間がより密閉され易くなり、容器内の原水が当該隙間からより漏れにくくなる。 In a configuration that can be attached to and detached from the wall surface of the container by screwing, for example, a sealing material may be provided on the screw thread and/or the screw groove. The sealing material may be, for example, a liquid gasket, liquid packing, or sealing tape. By adopting such an aspect, the gap between the wall surface of the container and the thread-thread groove of the electrolytic cell is more easily sealed, and the raw water in the container is less likely to leak from the gap.

本発明の一実施形態のオゾン水製造装置では、容器の外側に位置付けられる電極側が陽極側であってよい。容器外に位置付けられている陽極側には、電解質膜、陽極、陽極室、および/または外部電源に接続された陽極電線を含んでいてよい。換言すると、電解質膜、陽極、陽極室、および/または陽極電線が、外側に位置付けられていてよい。かかる態様の場合、電解セルの陰極側が容器の内側に位置付けられるようになる。つまり、電気分解の際、陰極側は容器内の原水に浸漬することになる。図示される態様では、電解セルの陽極側の少なくとも一部が、容器(例えば容器壁面、好ましくは容器側面)から露出していてよい。換言すると、電解セルの陽極側の少なくとも一部が容器の壁面から突出するように設けられていてよい。 In the ozonated water production apparatus of one embodiment of the present invention, the electrode side located outside the container may be the anode side. The anode side, located outside the container, may include an electrolyte membrane, an anode, an anode chamber, and/or an anode wire connected to an external power source. In other words, the electrolyte membrane, the anode, the anode chamber, and/or the anode wire may be located on the outside. In such embodiments, the cathode side of the electrolytic cell will be located inside the container. That is, during electrolysis, the cathode side is immersed in raw water in the container. In the illustrated embodiment, at least a portion of the anode side of the electrolytic cell may be exposed from the container (for example, the wall surface of the container, preferably the side surface of the container). In other words, at least a portion of the anode side of the electrolytic cell may be provided so as to protrude from the wall surface of the container.

かかる態様の場合、容器の外側に位置付けられた陽極側で、オゾン水が生成することになる。容器の外側で生成したオゾン水は、そのまま回収して取り出し可能である。したがって、従前の電解セルを浸漬してオゾン水を生成する場合と異なり、生成したオゾン水が原水中に漏れ出るといった虞を抑制し、効率よく生成したオゾン水を回収し得る。 In such an embodiment, ozonated water will be generated on the anode side located outside the container. Ozonated water generated outside the container can be collected and taken out as is. Therefore, unlike the conventional case where ozonated water is generated by immersing an electrolytic cell, the possibility that the generated ozonated water leaks into the raw water can be suppressed, and the generated ozonated water can be efficiently recovered.

本発明の一実施形態のオゾン水製造装置では、容器の外側に位置付けられる電解側が陰極側であってよい。容器外に位置付けられている陰極側には、電解質膜、陰極、陰極室、および/または外部電源に接続された陰極電線を含んでいてよい。換言すると、電解質膜、陰極、陰極室、および/または陰極電線が、外側に位置付けられていてよい。かかる態様の場合、電解セルの陽極側が容器の内側に位置付けられるようになる。つまり、電気分解の際、陽極側は容器内の原水に浸漬することになる。図示される態様では、電解セルの陰極側の少なくとも一部が、容器(例えば容器壁面、好ましくは容器側面)から露出していてよい。換言すると、電解セルの陰極側の少なくとも一部が容器の壁面から突出するように設けられていてよい。 In the ozone water production device of one embodiment of the present invention, the electrolysis side located outside the container may be the cathode side. The cathode side, located outside the container, may include an electrolyte membrane, a cathode, a cathode chamber, and/or a cathode wire connected to an external power source. In other words, the electrolyte membrane, cathode, cathode chamber and/or cathode wire may be located on the outside. In such embodiments, the anode side of the electrolytic cell will be positioned inside the container. That is, during electrolysis, the anode side is immersed in raw water in the container. In the illustrated embodiment, at least a portion of the cathode side of the electrolytic cell may be exposed from the container (for example, the wall surface of the container, preferably the side surface of the container). In other words, at least a portion of the cathode side of the electrolytic cell may be provided so as to protrude from the wall surface of the container.

原水を電気分解すると、原水中に含まれるCaやNaなどの陽イオンは、陽極側から電解質膜を通って陰極側に移動する。つまり。陰極側ではイオン化傾向の大きいNa濃度が高くなるため、電気分解により陰極側で生成する陰極水はアルカリ性を示し得る。容器の外側に位置付けられる電解側が陰極側である場合、陰極側で生成する陰極水が、直接原水に直接排出され得ない。つまり、生成した陰極水の回収が可能となる。したがって、従前のような電解セルを浸漬してオゾン水を生成する場合と異なり、アルカリ性を示す陰極水が原水中に漏れ出るといった虞を抑制し、原水のpHが上昇することを抑制し得る。オゾン水はアルカリ環境下では分解され易くなるため、上記態様により、オゾン水の生成効率が低下することを抑制し易くなる。 When raw water is electrolyzed, cations such as Ca + and Na + contained in the raw water move from the anode side to the cathode side through the electrolyte membrane. In other words. Since the Na + concentration, which has a strong tendency to ionize, is high on the cathode side, the cathode water produced on the cathode side by electrolysis can exhibit alkalinity. If the electrolysis side located outside the container is the cathode side, the cathode water generated on the cathode side cannot be directly discharged into the raw water. In other words, it becomes possible to recover the generated cathode water. Therefore, unlike the conventional case in which ozonated water is generated by immersing an electrolytic cell, it is possible to suppress the possibility that the alkaline cathode water leaks into the raw water, and to suppress the pH of the raw water from increasing. Since ozonated water is easily decomposed in an alkaline environment, the above aspect makes it easier to suppress a decrease in ozonated water production efficiency.

本発明の一実施形態のオゾン水製造装置には、容器の外側に位置付けられた電解セルに原水を供給するための供給部が設けられていてよい。容器の外側に位置付けられた電解セルに設けるゆえ、供給部は容器の外側に設けられる。図1および図2に示すように、供給部は容器の外側に位置付けられた電解セルおよび容器壁面に接続されている。容器の外側に位置付けられた電解セルには、供給部を介して、容器内の原水が供給可能となっている。 The ozone water production device of one embodiment of the present invention may be provided with a supply unit for supplying raw water to an electrolytic cell positioned outside the container. Since it is provided in an electrolytic cell located outside the container, the supply is provided outside the container. As shown in FIGS. 1 and 2, the supply section is connected to an electrolytic cell located outside the container and to the container wall. The raw water in the container can be supplied to the electrolytic cell located outside the container via the supply section.

供給部は、電解セルの陽極側に設けられていてよく、および/または陰極側に設けられていてよい。電解セルの陽極側に供給部が設けられている場合、陽極室に原水を連続的に供給可能となり、オゾン水の生成効率が向上し得る。電解セルの陰極側に供給部が設けられている場合、陰極室に水流が生じ、陰極表面に付着し得る水素の気泡等が取れやすくなり、陰極表面の電気化学反応が効率的に進みやすくなる。結果として、オゾン水の生成効率が向上し得る。 The supply may be provided on the anode side and/or on the cathode side of the electrolytic cell. When the supply section is provided on the anode side of the electrolytic cell, it becomes possible to continuously supply raw water to the anode chamber, and the production efficiency of ozone water can be improved. When a supply section is provided on the cathode side of the electrolytic cell, a water flow is generated in the cathode chamber, making it easier to remove hydrogen bubbles that may adhere to the cathode surface, and making it easier for the electrochemical reaction on the cathode surface to proceed efficiently. . As a result, the efficiency of producing ozonated water can be improved.

供給部は、容器内の原水を電解セルに供給可能であれば特に制限はない。例えば、図1および図2では、供給部として供給ライン40が設けられている。供給ライン40は、可撓性を有する材料で形成されていてもよく、非可撓性を有する材料(例えば剛性が高い材料)で形成されていてもよい。供給ライン40は、中空円柱状の構造を有していればよく、例えば、チューブ、ホース、またはパイプ等の管状構造物が利用可能である。 The supply section is not particularly limited as long as it can supply the raw water in the container to the electrolytic cell. For example, in FIGS. 1 and 2, a supply line 40 is provided as a supply section. The supply line 40 may be made of a flexible material or a non-flexible material (for example, a highly rigid material). The supply line 40 only needs to have a hollow cylindrical structure, and for example, a tubular structure such as a tube, a hose, or a pipe can be used.

容器の外側に位置付けられた電解セルのメンテナンスの観点から、供給部は、着脱可能な固定手段によって電解セルおよび/または容器に接続されていてよい。着脱可能な固定手段は、例えば、ナット、バンド、またはワンタッチ型のジョイントおよびコネクタ等であってよい。上記のような着脱可能な固定手段により供給部と電解セルとを接続することにより、電解セルを容器の外側に位置づけた状態で、供給部の着脱が容易となり、電解セルの部品等を交換し易くなる。 From the point of view of maintenance of the electrolytic cell located outside the container, the supply may be connected to the electrolytic cell and/or the container by removable fastening means. The removable fixing means may be, for example, nuts, bands, or one-touch joints and connectors. By connecting the supply section and the electrolytic cell using the detachable fixing means as described above, the supply section can be easily attached and detached while the electrolytic cell is positioned outside the container, and parts of the electrolytic cell can be replaced. It becomes easier.

供給部には、電解セルに原液を強制的に供給する手段が設けられていてもよい。例えば、供給部にはポンプが設けられていてもよい。または、後述する吸引手段の吸引により、容器内の原水を供給部へ送液してもよい。供給部に強制的に送液する手段を設けることにより、電解セルの電極へ効率よく原水を送ることができ、オゾン水の生成効率が向上し得る。 The supply unit may be provided with means for forcibly supplying the stock solution to the electrolytic cell. For example, the supply section may be provided with a pump. Alternatively, the raw water in the container may be sent to the supply section by suction by a suction means, which will be described later. By providing a means for forcibly feeding the liquid to the supply section, the raw water can be efficiently fed to the electrodes of the electrolytic cell, and the production efficiency of ozone water can be improved.

容器の外側に位置付けられた電解セルのメンテナンスの観点から、供給部は、着脱可能な固定手段によって電解セルおよび/または容器に接続されていてよい。着脱可能な固定手段は、例えば、ナット、バンド、またはワンタッチ型のジョイントおよびコネクタ等であってよい。上記のような着脱可能な固定手段により供給部と電解セルとを接続することにより、電解セルを容器の外側に位置づけた状態で、供給部を着脱し易くなり、電解セルの部品等を交換し易くなる。 From the point of view of maintenance of the electrolytic cell located outside the container, the supply may be connected to the electrolytic cell and/or the container by removable fastening means. The removable fixing means may be, for example, nuts, bands, or one-touch joints and connectors. By connecting the supply section and the electrolytic cell using the detachable fixing means as described above, the supply section can be easily attached and detached while the electrolytic cell is positioned outside the container, and parts of the electrolytic cell can be replaced. It becomes easier.

本発明の一実施形態のオゾン水製造装置には、電解セルに、原水を吸引するための吸引手段が設けられていてよい。電解セルが容器の外側に位置付けられるゆえに、吸引手段も容器の外側に設けられ得る。図5および図6に示すように、吸引手段は容器の外側に位置付けられた電解セルおよび/または容器壁面に接続されている。容器の外側に位置付けられた電解セルから、吸引手段によって、電解セルで生成したオゾン水の吸引が可能となっている。 In the ozone water production apparatus of one embodiment of the present invention, the electrolytic cell may be provided with a suction means for sucking raw water. Since the electrolytic cell is located outside the container, the suction means may also be provided outside the container. As shown in FIGS. 5 and 6, the suction means are connected to the electrolytic cell and/or the container wall located outside the container. Ozone water generated in the electrolytic cell can be sucked from the electrolytic cell located outside the container by a suction means.

吸引手段は、電解セルの陽極側で生成するオゾン水を吸引してもよい。吸引したオゾン水は、例えば、図1~図4に示すように、再度容器内の原水に投入してもよい、または、図5および図6に示すように、生成したオゾン水を外部へ取出してもよい。取り出したオゾン水は、外部に設けた水槽等に貯留してもよく、または殺菌剤、除菌剤、または消毒剤として散布してもよい。 The suction means may suck ozone water generated on the anode side of the electrolytic cell. The sucked ozonated water may be poured into the raw water in the container again, for example, as shown in Figures 1 to 4, or the generated ozonated water may be taken out to the outside, as shown in Figures 5 and 6. It's okay. The extracted ozone water may be stored in an external water tank or the like, or may be sprayed as a disinfectant, disinfectant, or disinfectant.

吸引手段は、電解セルの陰極側で生成する陰極水を吸引してもよい。吸引した陰極水は、アルカリ性であり得る。その場合、陰極水は廃棄してもよく、または中性に調整した後再度原水に投入することで再度利用してもよい。 The suction means may suck cathode water generated on the cathode side of the electrolytic cell. The aspirated cathode water may be alkaline. In that case, the cathode water may be discarded, or it may be reused by adjusting it to neutrality and then adding it to the raw water again.

吸引手段は、電解セルで生成したオゾン水および/または陰極水を吸引可能であれば特に制限はない。吸引手段は、例えば、ポンプを用いてもよい。ポンプは、手動型でもよく電動型で一定量吸い出すように制御されていてもよい。例えばスプレーノズルに接続されていてよい。吸引手段は、例えば、図5および図6に示すように、吸引するオゾン水が流れる吸引ライン50を設けて、当該吸引ライン50中に吸引手段を設けてもよい。 The suction means is not particularly limited as long as it can suction ozone water and/or cathode water generated in the electrolytic cell. For example, a pump may be used as the suction means. The pump may be a manual type or an electric type and may be controlled to suck out a fixed amount. For example, it can be connected to a spray nozzle. For example, as shown in FIGS. 5 and 6, the suction means may be provided with a suction line 50 through which ozone water to be suctioned flows, and the suction means may be provided in the suction line 50.

容器の外側に位置付けられた電解セルのメンテナンスの観点から、吸引手段は、着脱可能な固定手段によって電解セルおよび/または容器に設けられていてよい。着脱可能な固定手段は、例えば、ナット、バンド、またはワンタッチ型のジョイントおよびコネクタ等であってよい。上記のような着脱可能な固定手段により吸引手段を設けることにより、電解セルを容器の外側に位置づけた状態で、吸引手段を着脱し易くなり、電解セルの部品等を交換し易くなる。なお、上記着脱可能な固定手段は、吸引ラインにも設けてもよい。 From the point of view of maintenance of the electrolysis cell located outside the container, the suction means may be provided on the electrolysis cell and/or the container by means of removable fastening means. The removable fixing means may be, for example, nuts, bands, or one-touch joints and connectors. By providing the suction means using the detachable fixing means as described above, the suction means can be easily attached and detached with the electrolytic cell positioned outside the container, and parts of the electrolytic cell can be easily replaced. Note that the removable fixing means may also be provided on the suction line.

本発明の一実施形態のオゾン水製造装置は、電極に供給する電流を制御するための電流制御部を有してもよい。 The ozone water production device according to one embodiment of the present invention may include a current control section for controlling the current supplied to the electrodes.

電流制御部は、特に限定されるものではなく、例えば、手動で所望の電流値を入力することで電解セルに供給される電流を制御する電流制御部であってよい。または、外乱(例えば、温度等)を検知して、電解セルに供給される電流を自動的に制御する電流制御部であってよい。 The current control section is not particularly limited, and may be, for example, a current control section that controls the current supplied to the electrolytic cell by manually inputting a desired current value. Alternatively, it may be a current control unit that detects a disturbance (for example, temperature, etc.) and automatically controls the current supplied to the electrolytic cell.

電流制御部は、温度センサーから取得した温度変化に応じて電解セルの電極に供給する電流を自動的に制御可能なものであってよい。電流制御部は、外部電源を構成する部品として外部電源に組み込まれて一体化されていてよい。例えば、電流制御部は、温度制御プログラムとして、外部電源の温度制御機能として備えられていてもよい。別の態様では、電流制御部は、外付け可能な単独の装置としてオゾン水製造装置に取り付けてもよい。 The current control unit may be capable of automatically controlling the current supplied to the electrodes of the electrolytic cell according to the temperature change obtained from the temperature sensor. The current control section may be integrated into the external power source as a component of the external power source. For example, the current control unit may be provided as a temperature control function of an external power supply as a temperature control program. In another aspect, the current control unit may be attached to the ozone water production apparatus as a separate externally attachable device.

温度センサーは、(図示していないが)容器表面に貼り付けて容器の表面温度を測定し、表面温度の変化量を電流制御部に伝え得るものであってよい。温度センサーを貼り付ける容器の表面としては、例えば、容器の底面または側面であってよい。温度センサーを容器の底面に貼り付けた場合、温度センサーが容器表面の温度以外の外乱(太陽光または発熱体等から伝播する熱、エアコン等の送風)に干渉され難くなるため、容器の壁面温度に基づいて電気分解の電流をより正確に制御し易くなる。容器内の原水の温度は容器の表面に伝導し得るため、容器の表面温度を測定することにより、原水の温度を予測可能となる。 The temperature sensor (not shown) may be attached to the surface of the container to measure the surface temperature of the container, and may be capable of transmitting the amount of change in surface temperature to the current controller. The surface of the container to which the temperature sensor is attached may be, for example, the bottom or side surface of the container. If the temperature sensor is attached to the bottom of the container, the temperature sensor will be less likely to be interfered with by disturbances other than the temperature on the container surface (sunlight, heat propagated from heating elements, etc., ventilation from air conditioners, etc.), so the temperature of the wall surface of the container will increase. It becomes easier to control the electrolytic current more accurately based on the . Since the temperature of the raw water in the container can be conducted to the surface of the container, the temperature of the raw water can be predicted by measuring the surface temperature of the container.

温度センサーの容器表面への貼り付け手段は、特に制限されないが、例えばテープ、接着剤、または金具等で固定してもよい。容器表面の温度をより正確に測定する観点から、温度センサーの周囲を熱伝導率の低い材料で覆うように、温度センサーを容器表面に貼り付けてもよい。例えば、樹脂材料または発泡体を用いて温度センサーを容器表面に貼り付けると、温度センサーが容器表面温度の測定に干渉し得る外乱の影響を受け難くなる。 The means for attaching the temperature sensor to the container surface is not particularly limited, but may be fixed using tape, adhesive, metal fittings, or the like. In order to more accurately measure the temperature on the surface of the container, the temperature sensor may be attached to the surface of the container so that the periphery of the temperature sensor is covered with a material having low thermal conductivity. For example, attaching the temperature sensor to the container surface using a resin material or foam makes the temperature sensor less susceptible to disturbances that may interfere with the measurement of the container surface temperature.

温度センサーは、容器表面に取り付け可能な接触式の温度センサーであれば特に制限されない。例えば、温度センサーは、電気式温度計であってよい。具体的には、温度センサーは、サーミスター、熱電対、測温抵抗体、またはIC温度センサーであってよい。一実施形態では、温度センサーとしてサーミスターを用いてもよい。サーミスターは、比較的小型かつ安価であるため、容器表面に設置し易い。 The temperature sensor is not particularly limited as long as it is a contact type temperature sensor that can be attached to the surface of the container. For example, the temperature sensor may be an electrical thermometer. Specifically, the temperature sensor may be a thermistor, thermocouple, resistance temperature detector, or IC temperature sensor. In one embodiment, a thermistor may be used as the temperature sensor. Thermistors are relatively small and inexpensive, so they are easy to install on the surface of a container.

原水の温度が低いほど、原水中へのオゾンの溶解度が増加するため、原水の電気分解により生成したオゾンは効率よく水中に溶解し得る。つまり、原水の温度が低い場合、少量のオゾンであっても原水に効率よく溶解し得るため、所定のオゾン濃度を有するオゾン水を生成するために要する電流は小さくなり得る。 Since the solubility of ozone in raw water increases as the temperature of raw water decreases, ozone generated by electrolysis of raw water can be efficiently dissolved in water. That is, when the temperature of the raw water is low, even a small amount of ozone can be efficiently dissolved in the raw water, so the electric current required to generate ozonated water having a predetermined ozone concentration can be reduced.

一方で、原水の温度が高いほど、原水中へのオゾンの溶解度が減少するため、原水の電気分解により生成したオゾンは水中に溶解し難くなる。つまり、原水の温度が高い場合、多量のオゾンを生成して原水に溶解させる必要があるため、所定のオゾン濃度を有するオゾン水を生成するために要する電流は大きくなり得る。 On the other hand, the higher the temperature of raw water, the lower the solubility of ozone in raw water, and therefore the more difficult it is for ozone generated by electrolysis of raw water to dissolve in water. That is, when the temperature of the raw water is high, it is necessary to generate a large amount of ozone and dissolve it in the raw water, so the current required to generate ozonated water having a predetermined ozone concentration may become large.

上記理由から、電流の制御方法は、容器の表面温度が高い場合、電極に供給する電流を大きくしてもよく、容器の表面温度が低い場合、電極に供給する電流を小さくしてもよい。例えば、容器の表面温度が1℃上昇した場合、電流密度を1%以上20%以下上昇させてもよく、好ましくは5%以上15%以下、より好ましくは7%以上13以下上昇させてもよい。一方で、容器の表面温度が1℃低下した場合、電流密度を1%以上20%以下減少させてもよく、好ましくは5%以上15%以下、より好ましくは7%以上13以下減少させてもよい。 For the above reasons, the current control method may be to increase the current supplied to the electrodes when the surface temperature of the container is high, and to decrease the current supplied to the electrodes when the surface temperature of the container is low. For example, when the surface temperature of the container increases by 1°C, the current density may be increased by 1% or more and 20% or less, preferably 5% or more and 15% or less, and more preferably 7% or more and 13% or less. . On the other hand, if the surface temperature of the container decreases by 1°C, the current density may be reduced by 1% or more and 20% or less, preferably 5% or more and 15% or less, and more preferably 7% or more and 13% or less. good.

(オゾン水の製造方法)
本発明の一実施形態にかかるオゾン水の製造方法は、以下の特徴を含む。
i)電解セルとして、陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が容器の外側に位置付けられる電解セルを用いる。
ii)原水が容器の外側に送液されるように、該容器の外側に位置付けられた電極側へと原水を供給する。
iii)容器の壁面に取り付けられた電解セルで電気分解を行う。
以下に本発明の一実施形態にかかるオゾン水の製造方法について記載する。なお、本発明の一実施形態に係るオゾン水製造装置の詳細は、上述の[オゾン水製造装置]で説明しているので、重複を避けるために説明を省略する。
(Method for producing ozonated water)
A method for producing ozone water according to an embodiment of the present invention includes the following features.
i) As the electrolytic cell, an electrolytic cell is used in which at least one of the anode side and the cathode side is positioned outside the container.
ii) Supplying raw water to the electrode side located outside the container so that the raw water is delivered to the outside of the container.
iii) Perform electrolysis in an electrolytic cell attached to the wall of the container.
A method for producing ozone water according to an embodiment of the present invention will be described below. Note that the details of the ozonated water production device according to an embodiment of the present invention have been explained in the above-mentioned [Ozonated water production device], so the explanation will be omitted to avoid duplication.

容器および陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が容器の外側に位置付けられる電解セルを用意する。次いで容器に原水を投入する。 An electrolytic cell is provided in which a container and at least one electrode side of an anode side and a cathode side are positioned outside the container. Next, raw water is poured into the container.

容器内の原水を容器の外側に送液されるように、容器の外側に位置付けられた電極側へ原水を供給する。例えば、容器内の原水を一旦容器外に送液し、容器の外側に位置付けられた電解セルの電極室に供給してもよい。容器内の原水を容器の外側に送液する手段としては、例えば、供給ライン等を設けることにより、原水を容器内から容器の外側に位置付けられた電解セルに供給してもよい。原水は、容器の外側に位置付けられた電解セルで電気分解されてオゾン水が生成される。 Raw water is supplied to the electrode side located outside the container so that the raw water inside the container is sent to the outside of the container. For example, the raw water in the container may be once sent outside the container and then supplied to the electrode chamber of the electrolytic cell located outside the container. As a means for sending the raw water inside the container to the outside of the container, for example, a supply line or the like may be provided to supply the raw water from inside the container to an electrolytic cell positioned outside the container. Raw water is electrolyzed in an electrolytic cell located outside the container to produce ozonated water.

一実施形態では、電解セルの陽極側および陰極側のうち、一方の電極側のみを容器の壁面を介して容器の外側に位置付け、他方の電極側を原水に浸漬した状態で電気分解を行ってもよい。陽極側のみを容器の壁面を介して容器の外側に位置付けた場合、陽極側で生成したオゾン水を回収し易くなる。陰極側のみを容器の壁面を介して容器の外側に位置付けた場合、陰極側で生成し得るアルカリ性の陰極水を回収し易くなる。 In one embodiment, electrolysis is performed with only one electrode side of the anode side and cathode side of the electrolytic cell positioned outside the container through the wall surface of the container, and the other electrode side immersed in raw water. Good too. When only the anode side is positioned outside the container via the wall surface of the container, it becomes easier to recover the ozonated water generated on the anode side. When only the cathode side is positioned outside the container via the wall surface of the container, alkaline cathode water that may be generated on the cathode side can be easily recovered.

一実施形態では、オゾン水を効率的に生成する観点から、陽極側へ原水を強制的に供給してもよい。そのような方法としては、例えばポンプ等を用いて陽極に原水を送液してもよい。または、後述する強制的にオゾン水を吸引した際の吸引により、容器内の原水を供給部へ送液してもよい。陽極側へ原水を強制的に供給することにより、電解セルの電極へ原水を連続的に供給し易くなる。また、効率よく原水を送ることができ、オゾン水の生成効率が向上し得る。 In one embodiment, raw water may be forcibly supplied to the anode side in order to efficiently generate ozonated water. As such a method, for example, raw water may be sent to the anode using a pump or the like. Alternatively, the raw water in the container may be sent to the supply section by suction when ozonated water is forcibly sucked, which will be described later. By forcibly supplying raw water to the anode side, it becomes easier to continuously supply raw water to the electrodes of the electrolytic cell. Moreover, raw water can be sent efficiently, and the production efficiency of ozone water can be improved.

一実施形態では、陽極側からオゾン水を強制的に吸引してもよい。そのような方法としては、例えば、ポンプを用いてもよい。ポンプは、手動型でもよく電動型で一定量吸い出すように制御されていてもよい。例えばスプレーノズルに接続されていてよい。吸引したオゾン水は、例えば、再度容器内の原水に投入してもよく、または外部に設けた水槽等に貯留してもよく、または殺菌剤、除菌剤、もしくは消毒剤として散布してもよい。 In one embodiment, ozonated water may be forcibly drawn from the anode side. As such a method, for example, a pump may be used. The pump may be a manual type or an electric type and may be controlled to suck out a fixed amount. For example, it can be connected to a spray nozzle. For example, the sucked ozone water may be poured into the raw water in the container again, it may be stored in an external water tank, or it may be sprayed as a disinfectant, disinfectant, or disinfectant. good.

一実施形態では、容器の壁面の温度を測定し、壁面の温度に基づいて電気分解の電流を制御してもよい。容器の壁面の温度は、例えば、容器の壁面に温度センサーを取り付けて測定してもよい。電流の制御は、容器の壁面の温度に基づいて、外部電源を手動で調整することで実施してもよく、または自動で電流を制御する電流制御部を用いて実施してもよい。電流制御部は、特に限定されるものではなく、市販品として入手可能なものを利用してもよい。 In one embodiment, the temperature of the wall of the container may be measured and the electrolytic current may be controlled based on the wall temperature. The temperature of the wall surface of the container may be measured, for example, by attaching a temperature sensor to the wall surface of the container. The current may be controlled by manually adjusting an external power source based on the temperature of the wall surface of the container, or may be performed using a current control unit that automatically controls the current. The current control section is not particularly limited, and a commercially available one may be used.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely typical examples. Therefore, those skilled in the art will readily understand that the present invention is not limited thereto and that various embodiments are possible.

例えば、上記では、容器として、図2に示すような容器口が略正方形の容器について触れたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。つまり、容器は直方体タイプの容器に限定されず、それゆえ円柱状、円筒状、円錐状、釣鐘状、壺状、多面体タイプ、およびこれらを組み合わせた形状の容器であってもよい。容器は、オゾン水の使用形態に応じたものであってよい。例えば、オゾン水を噴霧して用いる場合、本発明の一実施形態で用いる容器の形状は、スプレー機を装着する容器の形状であってよい。 For example, in the above description, a container having a substantially square container opening as shown in FIG. 2 has been described as a container, but the present invention is not necessarily limited to this. That is, the container is not limited to a rectangular parallelepiped type container, and therefore may be a columnar, cylindrical, conical, bell-shaped, pot-shaped, polyhedral type, or a combination of these shapes. The container may be a container depending on the usage form of the ozonated water. For example, when ozonated water is used by spraying, the shape of the container used in one embodiment of the present invention may be the shape of a container to which a sprayer is attached.

本開示の製造装置および製造方法は、オゾン水の殺菌力や脱臭力、さらには細胞活性効果から、食品分野、農業分野、医療分野、工業分野等に利用できる。例えば、掃除機、加湿機、洗浄機、空気清浄機、殺菌剤・除菌剤、消臭剤・脱臭剤等に利用できる。また、上述の通り、本発明の製造方法および製造装置は、従前より小スケールでの利用が可能になることから、例えばハンドスプレー、床洗浄機、ロボット掃除機等に適用することができる。 The manufacturing apparatus and manufacturing method of the present disclosure can be used in the food field, agricultural field, medical field, industrial field, etc. due to the bactericidal power and deodorizing power of ozonated water, as well as the cell activation effect. For example, it can be used in vacuum cleaners, humidifiers, washing machines, air purifiers, disinfectants/disinfectants, deodorants/deodorizers, etc. Furthermore, as described above, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention can be used on a smaller scale than before, and therefore can be applied to, for example, hand sprayers, floor cleaners, robot vacuum cleaners, and the like.

1 ケーシング
2 陽極
2a 陽極電線
3 電解質膜
4 陰極
4a 陰極電線
10 容器
20 原水
30 電解セル
40 供給ライン
50 吸引ライン
60 外部電源
100 オゾン水製造装置
1’ ケーシング
2’ 陽極
2a’ 陽極電線(裸線)
2b’ 陽極電線(絶縁材等で被覆)
3’ 電解質膜
4’ 陰極
4a’ 陰極電線(裸線)
4b’ 陰極電線(絶縁材等で被覆)
10’ 容器
30’ 電解セル
60’ 外部電源
100’オゾン水製造装置
1 Casing 2 Anode 2a Anode wire 3 Electrolyte membrane 4 Cathode 4a Cathode wire 10 Container 20 Raw water 30 Electrolytic cell 40 Supply line 50 Suction line
60 External power supply 100 Ozone water production device 1' Casing 2' Anode 2a' Anode wire (bare wire)
2b' Anode wire (covered with insulating material, etc.)
3' Electrolyte membrane 4' Cathode 4a' Cathode wire (bare wire)
4b' Cathode wire (covered with insulating material, etc.)
10' Container 30' Electrolytic cell 60' External power supply 100' Ozone water production device

Claims (12)

オゾン水を製造するための装置であって、
原水を収容する容器、
陽極、陰極および電解質膜を有して成る電解セルを有して成り、
前記電解セルの陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が前記容器の外側に位置付けられるように、前記電解セルが前記容器の壁面に取り付けられている、オゾン水製造装置。
A device for producing ozonated water,
a container containing raw water;
It comprises an electrolytic cell comprising an anode, a cathode and an electrolyte membrane,
An ozone water production apparatus, wherein the electrolytic cell is attached to a wall of the container such that at least one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell is positioned outside the container.
前記電解セルの陽極側および陰極側のうち一方の電極側のみが、前記容器の壁面を介して前記容器の外側に位置付けられている、請求項1に記載のオゾン水製造装置。 The ozonated water production apparatus according to claim 1, wherein only one electrode side of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell is positioned outside the container via a wall surface of the container. 前記容器の外側に位置付けられる電極側が陽極側である、請求項2に記載のオゾン水製造装置。 The ozonated water production apparatus according to claim 2, wherein the electrode side located outside the container is the anode side. 前記容器の外側に位置付けられた前記電解セルの前記陽極側に前記原水を供給する供給部を有して成る、請求項1~3のいずれか1項に記載のオゾン水製造装置。 The ozonated water production apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a supply unit that supplies the raw water to the anode side of the electrolytic cell positioned outside the container. 前記容器の外側に位置付けられた前記電解セルの前記陽極側から前記オゾン水を吸引する吸引手段を有して成る、請求項1に記載のオゾン水製造装置。 The ozonated water production apparatus according to claim 1, further comprising a suction means for suctioning the ozonated water from the anode side of the electrolytic cell positioned outside the container. 前記容器の壁面温度に基づいて電気分解の電流を制御するための電流制御部を有して成る、請求項1に記載のオゾン水製造装置。 The ozonated water production apparatus according to claim 1, further comprising a current control section for controlling the electrolysis current based on the wall surface temperature of the container. 容器に収容した原水を電解セルで電気分解してオゾン水を生成することを含み、
前記電解セルとして、陽極側および陰極側の少なくとも一方の電極側が前記容器の外側に位置付けられる電解セルを用い、
前記原水が前記容器の外側に送液されるように、該容器の外側に位置付けられた電極側へと前記原水を供給し、
前記容器の壁面に取り付けられた前記電解セルで前記電気分解を行う、オゾン水の製造方法。
It involves electrolyzing raw water contained in a container in an electrolytic cell to generate ozonated water,
As the electrolytic cell, an electrolytic cell is used in which at least one electrode side of an anode side and a cathode side is positioned outside the container,
supplying the raw water to an electrode side positioned outside the container so that the raw water is sent to the outside of the container;
A method for producing ozonated water, wherein the electrolysis is performed in the electrolytic cell attached to the wall of the container.
前記電解セルの陽極側および陰極側のうち、一方の電極側のみを前記容器の壁面を介して前記容器の外側に位置付け、他方の電極側を前記原水に浸漬した状態で前記電気分解を行う、請求項7に記載のオゾン水の製造方法。 Of the anode side and the cathode side of the electrolytic cell, only one electrode side is positioned outside the container via the wall surface of the container, and the electrolysis is performed with the other electrode side immersed in the raw water. The method for producing ozonated water according to claim 7. 前記陽極側が前記壁面を介して前記容器の外側に位置付けられた状態で電気分解を行う、請求項8に記載のオゾン水の製造方法。 The method for producing ozonated water according to claim 8, wherein electrolysis is performed with the anode side positioned outside the container via the wall surface. 前記陽極側へ前記原水を強制的に供給する、請求項7~9のいずれか1項に記載のオゾン水の製造方法。 The method for producing ozonated water according to any one of claims 7 to 9, wherein the raw water is forcibly supplied to the anode side. 前記陽極側から前記オゾン水を強制的に吸引する、請求項7に記載のオゾン水の製造方法。 The method for producing ozonated water according to claim 7, wherein the ozonated water is forcibly sucked from the anode side. 前記容器の壁面の温度を測定し、該壁面の温度に基づいて電気分解の電流を制御する、請求項7に記載のオゾン水の製造方法。 The method for producing ozonated water according to claim 7, wherein the temperature of the wall surface of the container is measured, and the electrolysis current is controlled based on the temperature of the wall surface.
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