JP2910096B2 - 浄水器 - Google Patents
浄水器Info
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- JP2910096B2 JP2910096B2 JP1277530A JP27753089A JP2910096B2 JP 2910096 B2 JP2910096 B2 JP 2910096B2 JP 1277530 A JP1277530 A JP 1277530A JP 27753089 A JP27753089 A JP 27753089A JP 2910096 B2 JP2910096 B2 JP 2910096B2
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- electrode
- container
- cell
- purified water
- hydrogen
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は水質浄化，殺菌，脱臭用にオゾン発生機能
を有する浄水器に関するものである。
を有する浄水器に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、電気化学的な酸化反応を利用してオゾンを生成
する方法があつた。
する方法があつた。
例えば、電解質として固体電解質膜を用いたオゾン発
生器（S.Stucki,G.Theis,R.ktz,H.Davantay,and H.J.
Christen,J.Electrochem.Soc.:ELECTROCHEMICAL SCIENC
E AND TECHNOLOGY,February1985,第367頁）は、水素イ
オン導電性の固体電解質の両面に陰極、陰極を設けて直
流電圧を両極間に印加し、陽極側でオゾンを生成させる
ものである。このオゾン生成法は特殊な電解質液を使用
することなく、低電圧（数ボルト）で高濃度（数％〜10
数％……気相濃度）のオゾンを生成できる。
生器（S.Stucki,G.Theis,R.ktz,H.Davantay,and H.J.
Christen,J.Electrochem.Soc.:ELECTROCHEMICAL SCIENC
E AND TECHNOLOGY,February1985,第367頁）は、水素イ
オン導電性の固体電解質の両面に陰極、陰極を設けて直
流電圧を両極間に印加し、陽極側でオゾンを生成させる
ものである。このオゾン生成法は特殊な電解質液を使用
することなく、低電圧（数ボルト）で高濃度（数％〜10
数％……気相濃度）のオゾンを生成できる。
以上のように、従来のオゾン発生器は、陽極側でオゾ
ンが発生するが、陰極側では水素ガスが発する。そし
て、この水素ガスは可燃性であるため、浄水器に適用す
る場合に、安全上の問題があつた。
ンが発生するが、陰極側では水素ガスが発する。そし
て、この水素ガスは可燃性であるため、浄水器に適用す
る場合に、安全上の問題があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、水素発生を防止し、水質の優れた浄水器を
提供する。
れたもので、水素発生を防止し、水質の優れた浄水器を
提供する。
この発明に係る浄水器は、水素イオン導電性を有する
第１の固体電解質を多孔性の電子導電性基材にオゾン発
生触媒を添着してなる第１の電極と多孔性の電子導電性
基材からなる第２の電極とで挟んで形成した第１のセル
と、水素イオン導電性を有する第２の固体電解質を多孔
性の電子導電性基材からなる第３の電極と多孔性の電子
導電性基材からなる第４の電極とで挟んで形成した第２
のセルと、第１の電極側が正極に第２の電極側が負極に
なるように接続した直流電源と、第３の電極と第４の電
極の間に接続した負荷と、浄水が貯蔵できる容器と、こ
の容器内の浄水を送出するポンプと、第１のセルの第１
の電極面が開放されて配設されポンプにより給水された
浄水が第１の電極面を通過して再び容器内に環流するよ
うに構成した第１の生成室と、第１のセルの第２の電極
面と第２のセルの第３の電極面とが開放されて配設され
た第２の生成室と、第４の電極面が開放されて配設され
大気と連通すると共に容器に連通された第３の生成室と
を備えたものである。
第１の固体電解質を多孔性の電子導電性基材にオゾン発
生触媒を添着してなる第１の電極と多孔性の電子導電性
基材からなる第２の電極とで挟んで形成した第１のセル
と、水素イオン導電性を有する第２の固体電解質を多孔
性の電子導電性基材からなる第３の電極と多孔性の電子
導電性基材からなる第４の電極とで挟んで形成した第２
のセルと、第１の電極側が正極に第２の電極側が負極に
なるように接続した直流電源と、第３の電極と第４の電
極の間に接続した負荷と、浄水が貯蔵できる容器と、こ
の容器内の浄水を送出するポンプと、第１のセルの第１
の電極面が開放されて配設されポンプにより給水された
浄水が第１の電極面を通過して再び容器内に環流するよ
うに構成した第１の生成室と、第１のセルの第２の電極
面と第２のセルの第３の電極面とが開放されて配設され
た第２の生成室と、第４の電極面が開放されて配設され
大気と連通すると共に容器に連通された第３の生成室と
を備えたものである。
この発明においては、第１の生成室に生成したオゾン
を浄水とともにポンプで容器内に還流する。そして、第
２の生成室に副生した水素は酸素との反応で水に変換さ
れる。
を浄水とともにポンプで容器内に還流する。そして、第
２の生成室に副生した水素は酸素との反応で水に変換さ
れる。
以下、図について説明する。第１図において、（１）
は浄水（２）が貯留された容器で、気相部（1a）と液相
部（1b）とがある。（３）は容器（１）の上部を閉塞し
た蓋、（４）は第１の固体電解質で、デユポン社製の水
素イオン導電性のNafion 117（商品名）である。（５）
は第１の電極で、電子導電性を有する多孔性のチタンメ
ッシュにオゾン発生触媒であるβ二酸化鉛が電着等によ
り添着されたものである。（６）は第２の電極で、多孔
性を有する膨張化黒鉛である。
は浄水（２）が貯留された容器で、気相部（1a）と液相
部（1b）とがある。（３）は容器（１）の上部を閉塞し
た蓋、（４）は第１の固体電解質で、デユポン社製の水
素イオン導電性のNafion 117（商品名）である。（５）
は第１の電極で、電子導電性を有する多孔性のチタンメ
ッシュにオゾン発生触媒であるβ二酸化鉛が電着等によ
り添着されたものである。（６）は第２の電極で、多孔
性を有する膨張化黒鉛である。
なお、第１の固体電解質（４）と両電極（５）（６）
とで第１のセル（７）を構成している。
とで第１のセル（７）を構成している。
（８）は第２の固体電解質で、デユポン社製のNafion
117（商品名）である。（９）（10）は第３および第４
の電極で、無電解メツキで成膜された多孔性の白金メツ
キ層である。
117（商品名）である。（９）（10）は第３および第４
の電極で、無電解メツキで成膜された多孔性の白金メツ
キ層である。
なお、第２の固体電解質（８）と両電極（９）（10）
とで第２のセル（11）を構成している。
とで第２のセル（11）を構成している。
（12）は第１の電極（５）の電極面が開放されて配設
された第１の生成室、（13）は浄水（２）を第１の生成
室（12）に送水するポンプ、（14）はポンプ（13）と第
１の生成室（12）との間に設けられたイオン交換器で、
陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂が充填されて
いる。
された第１の生成室、（13）は浄水（２）を第１の生成
室（12）に送水するポンプ、（14）はポンプ（13）と第
１の生成室（12）との間に設けられたイオン交換器で、
陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂が充填されて
いる。
（15）はポンプ（13）と液相部（1b）との間に設けら
れた逆止弁、（16）は配管、（17）は第１の生成室（1
2）と液相部（1b）とを接続した配管、（18）は散気
管、（19）は第２の電極（６）と第３の電極（９）の各
電極面が開放されて配設された第２の生成室、（20）は
第４の電極（10）の電極面が解放されて配設された第３
の生成室、（21）は第３の生成室（20）と液相部（1b）
とを接続した配管、（22）は第３の生成室（20）と気相
部（1a）とを接続した配管、（23）は第３の生成室（2
0）を大気に開放した配管、（24）は仕切板、（25）は
太陽電池などの電源で、第１の電極（５）に正極が、第
２の電極（６）に負極が接続されている。（26）は第３
の電極（９）と第４の電極（10）との間に接続された負
荷である。
れた逆止弁、（16）は配管、（17）は第１の生成室（1
2）と液相部（1b）とを接続した配管、（18）は散気
管、（19）は第２の電極（６）と第３の電極（９）の各
電極面が開放されて配設された第２の生成室、（20）は
第４の電極（10）の電極面が解放されて配設された第３
の生成室、（21）は第３の生成室（20）と液相部（1b）
とを接続した配管、（22）は第３の生成室（20）と気相
部（1a）とを接続した配管、（23）は第３の生成室（2
0）を大気に開放した配管、（24）は仕切板、（25）は
太陽電池などの電源で、第１の電極（５）に正極が、第
２の電極（６）に負極が接続されている。（26）は第３
の電極（９）と第４の電極（10）との間に接続された負
荷である。
次に動作について説明する。図において、容器内液相
部（1b）から原料水が逆止弁（15）とポンプ（13）を介
してイオン交換器（14）へ送られる。ここで、マグネシ
ウムイオン，塩素イオンなどの不純物イオンが除去され
る。その後、原料水は第１の生成室（12）へ送られ、直
流電圧が印加されている電解用陽極の第１の電極（５）
上で（１）式および（２）式の反応でオゾンを生成す
る。
部（1b）から原料水が逆止弁（15）とポンプ（13）を介
してイオン交換器（14）へ送られる。ここで、マグネシ
ウムイオン，塩素イオンなどの不純物イオンが除去され
る。その後、原料水は第１の生成室（12）へ送られ、直
流電圧が印加されている電解用陽極の第１の電極（５）
上で（１）式および（２）式の反応でオゾンを生成す
る。
3H2O→6H+＋O3＋6e ……（１） 水素イオンは電解用陰極の第２の電極（６）へ向つて
移動し、ここで（３）式の反応で水素ガスを生成する。
移動し、ここで（３）式の反応で水素ガスを生成する。
6H+＋6e-→3H2 ……（３） 一方、第１の電極（５）上で生成したオゾンは、副生
する酸素、未反応原料水とともに配管（17）を経て、散
気管（18）から容器（１）の液相部（1b）へ均一に溶解
される。
する酸素、未反応原料水とともに配管（17）を経て、散
気管（18）から容器（１）の液相部（1b）へ均一に溶解
される。
液相部（1b）の水は、殺菌，脱臭など水素浄化され
る。一方、副生した水素ガスは電池用陽極の第３の電極
（９）上で再び水素イオンに酸化され、第２の固体電解
質（８）内を電池用陰極の第４の電極（10）へ向つて移
動する。そこで大気から配管（23）を経て副生ガス処理
室の第３の生成室（20）へ導入された空気（酸素）と反
応して水を生成し、配管（21）を経て液相部（1b）へ回
収される。容器（１）内の気相部（1a）に残留する余剰
オゾンは配管（22）を経て第３の生成室（20）へ送ら
れ、第４の電極（10）上で還元分解される。
る。一方、副生した水素ガスは電池用陽極の第３の電極
（９）上で再び水素イオンに酸化され、第２の固体電解
質（８）内を電池用陰極の第４の電極（10）へ向つて移
動する。そこで大気から配管（23）を経て副生ガス処理
室の第３の生成室（20）へ導入された空気（酸素）と反
応して水を生成し、配管（21）を経て液相部（1b）へ回
収される。容器（１）内の気相部（1a）に残留する余剰
オゾンは配管（22）を経て第３の生成室（20）へ送ら
れ、第４の電極（10）上で還元分解される。
第２のセル（11）で行われる副生ガスの処理は、電気
エネルギーに変換され、さらに負荷（26）で消費され
る。
エネルギーに変換され、さらに負荷（26）で消費され
る。
以上のように、この発明によれば、副生する水素を水
にして回収するので、可燃性ガスが系外に排出されるの
を防止でき、安全である。
にして回収するので、可燃性ガスが系外に排出されるの
を防止でき、安全である。
図はこの発明の一実施例を示す浄水器の構成図である。
図において、（１）は容器、（２）は浄水、（４）は第
１の固体電解質、（５）は第１の電極、（６）は第２の
電極、（７）は第１のセル、（８）は第２の固体電解
質、（９）は第３の電極、（10）は第４の電極、（11）
は第２のセル、（12）は第１の生成室、（13）はポン
プ、（19）は第２の生成室、（20）は第３の生成室、
（25）は電源、（26）は負荷である。
図において、（１）は容器、（２）は浄水、（４）は第
１の固体電解質、（５）は第１の電極、（６）は第２の
電極、（７）は第１のセル、（８）は第２の固体電解
質、（９）は第３の電極、（10）は第４の電極、（11）
は第２のセル、（12）は第１の生成室、（13）はポン
プ、（19）は第２の生成室、（20）は第３の生成室、
（25）は電源、（26）は負荷である。
Claims (1)
- 【請求項１】水素イオン導電性を有する第１の固体電解
質を多孔性の電子導電性基材にオゾン発生触媒を添着し
てなる第１の電極と多孔性の電子導電性基材からなる第
２の電極とで挟んで形成した第１のセルと、水素イオン
導電性を有する第２の固体電解質を多孔性の電子導電性
基材からなる第３の電極と多孔性の電子導電性基材から
なる第４の電極とで挟んで形成した第２のセルと、上記
第１の電極側が正極に上記第２の電極側が負極になるよ
うに接続した直流電源と、上記第３の電極と第４の電極
の間に接続した負荷と、浄水が貯蔵できる容器と、この
容器内の上記浄水を送水するポンプと、上記第１のセル
の第１の電極面が開放されて配設され上記ポンプにより
給水された上記浄水が上記第１の電極面を通過して再び
上記容器内に環流するように構成した第１の生成室と、
上記第１のセルの上記第２の電極面と上記第２のセルの
上記第３の電極面とが開放されて配設された第２の生成
室と、上記第４の電極面が開放されて配設され大気と連
通すると共に上記容器に連通された第３の生成室とを備
え、 上記第１の電極で生成されたオゾンが上記浄水と共に上
記容器内に環流され、上記第２の電極で生成された水素
ガスが上記第３の電極で水素イオン化され、上記第４の
電極で水が生成されて上記容器内に回収されるようにし
たことを特徴とする浄水器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1277530A JP2910096B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 浄水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1277530A JP2910096B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 浄水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03137992A JPH03137992A (ja) | 1991-06-12 |
| JP2910096B2 true JP2910096B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=17584855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1277530A Expired - Fee Related JP2910096B2 (ja) | 1989-10-24 | 1989-10-24 | 浄水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910096B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003022736A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-20 | Hag-Joo Lee | Water discharge in a dielectric barrier discharge system to generate an ozonated water |
-
1989
- 1989-10-24 JP JP1277530A patent/JP2910096B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03137992A (ja) | 1991-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080409 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090409 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |