JP3806626B2

JP3806626B2 - Hypochlorous acid generator

Info

Publication number: JP3806626B2
Application number: JP2001259712A
Authority: JP
Inventors: 直樹広; 毅樂間; 友人小泉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: JP2003062576A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理水に浸漬されたアノードとカソード間に電流を流し、電解によって被処理水中に次亜塩素酸を発生させる次亜塩素酸発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特にプールなどにおいて使用される被処理水は、貯留された水道水中に、消毒剤として例えば塩素系の薬剤を投入し、被処理水の衛生を保っている。しかし、係る薬剤投入による消毒方法では、常時、被処理水中における薬剤の濃度を測定し、所定の値以下の場合には、更に、薬剤を投入しなければ成らず、メンテナンス作業が煩雑であるという問題があった。
【０００３】
一方、通常、被処理水の消毒又は、殺菌方法としては、電解により被処理水中に次亜塩素酸を発生させ、係る次亜塩素酸によって被処理水の殺菌を行っていた。この場合、例えば、被処理水が貯留されたプールなどの近傍には、電解槽が設けられ、係る電解槽にて処理された被処理水をプールに添加する。この電解槽には、例えば一対の電極が処理水中に浸漬され、係る電極に電圧を印加することにより、被処理水の電解を行う。
【０００４】
これにより、電解槽内の被処理水中に含まれる塩化物イオンが電解に供され、電極表面から、次亜塩素酸が発生される。そして、この次亜塩素酸により、被処理水中に含有されるカビや細菌などの微生物の殺菌を行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常、被処理水として用いられる水は、水道水であるため、電解した場合に、カソード近傍がアルカリ性となるため、カソードの表面には水酸化マグネシウムなどが溶解度の関係で固形化し付着する問題があった。これにより、カソードの使用可能面積が減縮され、導電率の低下及び次亜塩素酸発生効率の低下を招く問題があった。
【０００６】
そのため、上記導電率の低下及び次亜塩素酸発生効率の低下を回避するため、カソードに付着した水酸化マグネシウムなどを取り除くため、カソードを被処理水から取り出し水酸化マグネシウム等の付着物を削り落とす等のメンテナンス作業を行わなければ成らず、利便性が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、煩雑なメンテナンス作業を行うことなく、カソードに付着する付着物を取り除くことにより、導電率の向上及び次亜塩素酸発生効率の向上を図ることができる次亜塩素酸発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の次亜塩素酸発生装置は、被処理水に浸漬されたアノードとカソード間に電流を流し、電解によって被処理水中に次亜塩素酸を発生させるものであって、被処理水中に気泡を発生するための気泡発生手段をカソードの下方に設け、この気泡発生手段が発生した気泡をカソードの表面に沿って上昇させることを特徴とする。
【０００９】
本発明の次亜塩素酸発生装置によれば、被処理水に浸漬されたアノードとカソード間に電流を流し、電解によって被処理水中に次亜塩素酸を発生させるものであって、被処理水中に気泡を発生させるための気泡発生手段をカソードの下方に設け、この気泡発生手段が発生した気泡をカソードの表面に沿って上昇させるので、被処理水の電解によりカソードの表面に付着した水酸化マグネシウムなどの付着物をカソードの表面に沿って上昇する気泡により剥離させることができるようになる。
【００１０】
これにより、カソードの表面に付着した水酸化マグネシウムなどの付着物による導電率の低下及び次亜塩素酸発生効率の低下を未然に回避することができるようになる。また、煩雑なメンテナンスを行うことなく、容易に付着物を除去することができるようになる。
【００１１】
請求項２の発明の次亜塩素酸発生装置は、請求項１の発明に加えて、気泡発生手段を制御する制御装置を備え、この制御装置は、気泡発生手段が発生した気泡によって被処理水の撹拌を行うための撹拌モードと、この撹拌モードよりも多量の気泡を発生させてカソード表面を洗浄するための洗浄モードを実行することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明の次亜塩素酸発生装置によれば、請求項１の発明に加えて、気泡発生手段を制御する制御装置を備え、この制御装置は、気泡発生手段が発生した気泡によって被処理水の攪拌を行うための攪拌モードと、この攪拌モードよりも多量の気泡を発生させてカソード表面を洗浄するための洗浄モードを実行するので、攪拌モードにおいて、被処理水の攪拌を行いながら電解を行うことにより、効率的に次亜塩素酸を発生させることができるようになる。また、攪拌モードにおいて発生される気泡は、洗浄モードよりも少量であるため、電解効率の低下を生じることなく効率的に次亜塩素酸を発生させることができるようになる。
【００１３】
また、洗浄モードでは多量の気泡によりカソード表面を洗浄することができるため、カソードの表面に付着した水酸化マグネシウム等の付着物を剥離する洗浄を行うことができるようになる。これにより、水酸化マグネシウムによってカソードの使用可能面積が減縮される不都合を解消することができるため、導電率を向上させることができる。また、格別にカソードの表面に付着した水酸化マグネシウム等を除去するメンテナンスを行う必要がなくなるため、メンテナンス作業の簡素化を図ることができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の次亜塩素酸発生装置１の概要を示す説明図である。本実施例における次亜塩素酸発生装置１は、例えばプールなどの図示しない貯留槽に貯留された被処理水としての水道水の殺菌を行うものであり、該貯留槽と連通して設けられる処理槽２に設置される。これら貯留槽と処理槽２に貯留される被処理水は、図示しないポンプなどにより、貯留槽及び処理槽２内を循環される。
【００１５】
この処理槽２は、矩形体を呈しており、内部には処理室５が形成される。この処理槽２の側壁を構成する一面の下部には、前記貯留槽から流出された被処理水を処理室５内に流入させるための流入口３が形成されている。また、前記流入口３が形成される処理槽２の側壁と対向する位置の側壁の上部には、処理室５内の被処理水を貯留槽内に流出させるための流出口４が形成されている。
【００１６】
そして、この処理室５内の被処理水中には、少なくとも一部が浸漬されるアノード６とカソード７が配設されている。これらアノード６及びカソード７には、これらアノード６及びカソード７に通電するための図示しない電源が設けられると共に、アノード６及びカソード７及びこれらに流れる電流値を制御する制御装置２２が設けられる。
【００１７】
前記アノード６は、貴金属又は金属酸化物、例えば白金、又は、イリジウム、若しくは、パラジウムのうち少なくとも一つを含有する導電性材料により構成される板状の電極である。尚、本実施例で用いるアノード６は、パラジウムにより構成される板状の電極であるものとする。
【００１８】
前記カソード７は、銅と亜鉛を含有する合金又は、銅とニッケルを含有する合金により構成される電極である。尚、本実施例で用いるカソード７は、銅と亜鉛の合金である真鍮により構成される板状の電極である。ここで、カソード７の板状電極は、少なくとも前記アノード６よりも表面積の大きいものとする。
【００１９】
本実施例における次亜塩素酸発生装置１では、カソード７は、前記流入口３及び流出口４が形成された側壁に対し、面積の広い面、即ち平行部７Ａが垂直に成るように所定間隔を存して複数設置される。そして、これらカソード７の平行部７Ａ間にそれぞれアノード６が配置される。このとき、カソード７とアノード６との間隔は、０．５ｃｍ以上２．０ｃｍ以下となるように配置されるものとする。これにより、アノード８の面積の広い面、即ち、平行部は、カソード７の平行部７Ａにより囲繞されるかたちとなる。
【００２０】
更に、カソード７は、図２及び図３に示す如く連結部材８、８により各カソード７の連結を行ってもよい。この連結部材８、８は、各カソード７の側面、即ち前記処理槽２に形成される流入口３及び流出口４と対向する面を連結するものであり、導電性材料にて構成される。また、この連結部材８、８は、前記導電性材料にて格子状に形成され、カソード７の平行部７Ａ以外の部分の通水性を確保することができる構成とされている。
【００２１】
尚、本発明におけるカソード７は、上記実施例以外に、アノード６と所定間隔を存してアノード６の側面周囲を板状のカソード７により、例えば、３６０度にわたって囲繞する円筒状又は、略円筒状を呈するものであってもよいものとする。
【００２２】
一方、処理室５の下部であって、前記カソード７の下方には、処理室５内の被処理水中に気泡を発生させるための気泡発生手段としての気泡発生装置９が配設される。この気泡発生装置９は、前記制御装置２２に接続されており、制御装置２２により運転が制御される。即ち、制御装置２２は、気泡発生装置９から発生させる気泡により被処理水の攪拌を行う攪拌モードと、該攪拌モードよりも多量の気泡を発生させてカソード７表面の洗浄を行う洗浄モードとを実行するものである。
【００２３】
一方、カソード７とアノード６との間には、図１に示す如く、被処理水の導電率を検出する導電率検出手段として導電率センサ２０が設けられており、この導電率センサ２０は、制御装置２２に接続されているものとする。尚、この導電率センサ２０に替わってアノード６とカソード７間の電流値を検出する電流値検出手段としての電流値検出装置２１を制御装置２２に接続しても良いものとする。
【００２４】
一方、この制御装置２２には、ポンプ２３が接続されている。このポンプ２３は、飽和塩化ナトリウム水溶液、又は飽和塩化カリウム水溶液、若しくは、飽和塩化カルシウム水溶液のいずれか又はこれらの混合物を受容した調整液タンク２４に接続されている。また、このポンプ２３は、運転されることにより、調整液タンク２４内の水溶液を前記処理槽２内に搬送するものである。
【００２５】
そして、制御装置２２が、前記アノード６及びカソード７に低電圧、例えば１０Ｖを印加した状態で、前記導電率センサ２０により、被処理水の導電率が所定の値より大きくなった場合には、前記ポンプ２３を作動し、調整液タンク２４内の水溶液を処理槽２内に搬送する。そして、導電率センサ２０により、被処理水の導電率が所定の値より小さくなった場合には、制御装置２２は、前記ポンプ２３の作動を停止する。
【００２６】
これにより、被処理水の導電率に基づいて被処理水の塩化物イオン濃度を判別し、所定の塩化物イオン濃度、本実施例では、１０００ｍｇ／ｌ以下の塩化物イオン濃度に調整することができる。また、本実施例では、制御装置２２は、ポンプ２３の運転制御により調整液タンク２４内の飽和塩化ナトリウム水溶液、又は飽和塩化カリウム水溶液、若しくは、飽和塩化カルシウム水溶液のいずれか又はこれらの混合物の処理槽内への投入量を制御することができ、処理水を１０００ｍｇ／ｌ以下の塩化物イオン濃度に自動的に調整することができる。
【００２７】
尚、塩化物イオン濃度の調整は、前記導電率センサ２０の出力に基づいて行う以外に、上記アノード６とカソード７との間の電流値を検出する前記電流値検出装置２１の出力に基づいて行っても良いものとする。即ち、制御装置２２が、前記アノード６及びカソード７に低電圧、例えば１０Ｖを印加した状態で、電流値検出装置２１により、アノード６とカソード７間の通電電流値が所定の値より大きくなった場合には、前記ポンプ２３を作動し、調整液タンク２４内の水溶液を処理槽２内に搬送する。
【００２８】
そして、電流値検出装置２１によりアノード６とカソード７間の通電電流値が、所定の値より小さくなった場合には、制御装置２２は、前記ポンプ２３の作動を停止する。これにより、被処理水を所定の塩化物イオン濃度、本実施例では１０００ｍｇ／ｌ以下の塩化物イオン濃度に調整しても良い。
【００２９】
これにより、アノード６とカソード７間の通電電流値に基づいて被処理水の塩化物イオン濃度を判別し、１０００ｍｇ／ｌ以下の塩化物イオン濃度に調整することができる。また、本実施例では、制御装置２２は、ポンプ２３の運転制御により調整液タンク２４内の飽和塩化ナトリウム水溶液、又は飽和塩化カリウム水溶液、若しくは、飽和塩化カルシウム水溶液のいずれか又はこれらの混合物の処理槽内への投入量を制御することができ、処理水を所定の塩化物イオン濃度に自動的に調整することができる。
【００３０】
以上の構成により、処理槽２内の処理室５にプールなどの貯留槽から被処理水を流入させ、処理槽２に形成された流出口４の位置まで、貯留槽を貯留し、制御装置２２により電源をＯＮとし、各アノード６及びカソード７に通電する。
【００３１】
このとき、気泡発生装置９は、制御装置２２により攪拌モードが実行され、処理室５内に洗浄モードよりも少量の気泡を発生させ、被処理水の攪拌が行われる。尚、貯留槽から流入する被処理水は、常時、貯留槽から流入され、処理室５内を循環したのに流出口４を介して貯留槽に帰還するものとする。
【００３２】
尚、攪拌モードにおいて、気泡発生装置により発生される気泡の量は、後述する洗浄モードにおける気泡発生量よりも少ないため、該気泡による電解効率の低下を生じることなく、効率的に次亜塩素酸を発生させることができるようになる。
【００３３】
これにより、被処理水中に含まれる微生物は一般的に負電位に帯電していることから正電位とされたアノード６に引き寄せられるようになる。また、アノード６では、被処理水中に所定量含まれる塩化物イオンが電子を放出して塩素を生成する。その後、この塩素は、水に溶解し次亜塩素酸を生成する。これにより、アノード６の近傍ではこの塩素又は次亜塩素酸によって被処理水中の微生物が殺菌されるようになる。
【００３４】
また、アノード６は、上述の如く白金、又は、イリジウム、若しくは、パラジウムのうち少なくとも一つを含有する導電性材料により構成されていると共に、カソード７は、銅と亜鉛を含有する合金又は、銅とニッケルを含有する合金により構成されているため、アノード６及びカソード７の導電率を向上させることができ、塩素及び次亜塩素酸の発生効率を向上させることができるようになる。
【００３５】
ここで、被処理水の塩化物イオンの濃度に対する塩素発生効率について、図４を参照して説明する。図４は、アノード６に白金イリジウムを使用しており、カソード７にチタンを使用している。
【００３６】
これによると、被処理水である水道水をそのままの塩化物イオン濃度でアノード６及びカソード７に通電し、電解を行った場合、通常の水道水の塩化物イオン濃度は、約２０ｍｇ／ｌであるため、塩素発生効率は約３０％であることが分かる。
【００３７】
これに対し、被処理水に含まれる塩化物イオン濃度を１００ｍｇ／ｌに調整し、電解を行うと塩素発生効率は約４３％であった。また、被処理水に含まれる塩化物イオン濃度を２００ｍｇ／ｌに調整し、電解を行うと塩素発生効率は約５０％であった。更に、被処理水に含まれる塩化物イオン濃度を４００ｍｇ／ｌに調整し、電解を行うと塩素発生効率は約５８％であり、塩化物イオン濃度を６００ｍｇ／ｌに調整し、電解を行った場合であっても塩素発生効率は約６０％であった。
【００３８】
これにより、被処理水の塩化物イオン濃度は、塩素発生効率が実用に適さないほど低い水道水に対して、塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／ｌ以上６００ｍｇ／ｌ以下である場合に、塩素発生効率が高いことが分かる。そのため、塩化物イオン濃度が１００ｍｇ／ｌ以上６００ｍｇ／ｌ以下である被処理水では、効率的に塩素を発生することができ、これに伴い、塩素が水に溶解することにより生成される次亜塩素酸を効率的に発生させることができるようになる。
【００３９】
また、次亜塩素酸は、酸化還元反応により塩素に戻るため、一旦、被処理水の塩化物イオン濃度が調整された後は、新たに塩化物イオン濃度を調整する必要が無く、メンテナンス作業性を向上させることができるようになる。
【００４０】
次に、図５を参照して、カソード７に用いられる導電性材料の違いに対する塩素発生効率について説明する。図５は各カソード７に対する塩素発生効率を示した表である。図５では各カソード７に対し、アノード６は、パラジウムにより構成されていると共に、気泡発生装置９は、制御装置２２により攪拌モードが実行されており、被処理水の攪拌を行いながら電解を行っているものとする。
【００４１】
これにより、従来の次亜塩素酸発生装置において使用された白金とイリジウムの合金を用いたカソードでは、塩素発生効率は７６％であった。また、チタンをカソードに用いた場合の塩素発生効率は７９％であった。これに対し、カソード７に銅と亜鉛の合金である真鍮を用いた場合の塩素発生効率は、９１％であり、銅とニッケルの合金をカソード７に用いた場合の塩素発生効率は８６％であった。
【００４２】
これにより、カソード７を構成する導電性材料を銅と亜鉛の合金又は銅とニッケルの合金とすることにより、より一層塩素発生効率を向上させることができるようになる。これに伴い、次亜塩素酸の発生効率を向上させることができ、効率的に被処理水の殺菌を行うことができるようになる。
【００４３】
次に、図６を参照して、被処理水の各攪拌条件に対する塩素発生効率について説明する。アノード６にパラジウムを用い、カソード７に銅と亜鉛の合金である真鍮を用いた場合の次亜塩素酸発生装置であって、被処理水の攪拌を行わない場合の塩素発生効率が最適であると考えられるカソード７の電流密度を０．８Ａ／（ｄｍ）²とした場合の塩素発生効率は約６０％であった。
【００４４】
これに対し、本発明における次亜塩素酸発生装置１において、アノード６にパラジウムを用い、カソード７に銅と亜鉛の合金である真鍮を用い、処理槽２の下部に、所謂プロペラの回転により被処理水の攪拌を行う攪拌装置により、被処理水の攪拌を行いながら、電解を行った場合の塩素発生効率は約８０％であった。尚、この場合におけるカソード７の電流密度は０．８Ａ／（ｄｍ）²であったものとする。
【００４５】
これに対し、他の条件は、上記と同様に、即ちアノード６にパラジウムを用い、カソード７に銅と亜鉛の合金である真鍮を用い、気泡発生装置９は制御装置２２により攪拌モードを実行しながら電解を行った場合の塩素発生効率は約９０％であった。尚、この場合におけるカソード７の電流密度は０．８Ａ／（ｄｍ）²であったものとする。
【００４６】
これにより、制御装置２２により攪拌モードを実行し、気泡発生装置９から洗浄モードよりも少量の気泡によって被処理水の攪拌を行いながら電解を行った場合は、明らかに気泡により被処理水の攪拌を行った場合の方が塩素発生効率が高いことが分かる。
【００４７】
そのため、被処理水の攪拌を少量の気泡により行いながら電解を行うことにより、高効率にて塩素を発生させることができるようになり、これに伴って、塩素が水に溶解することにより、より一層、次亜塩素酸を高効率で得ることができるようになる。これにより、高効率で発生する次亜塩素酸により、効率的に被処理水の除菌を行うことができるようになる。
【００４８】
一方、被処理水である水道水を電解することにより、カソード近傍がアルカリ性となり、カソード７の表面には、水酸化マグネシウム等が溶解度の関係で固形化し、付着する。電解を継続して行うことにより、係る水酸化マグネシウム等の付着物がカソード７の表面に堆積して形成される。
【００４９】
本発明では、制御装置２２により、所定期間毎に一度、本実施例では一日に一度、前記洗浄モードが実行される。係る洗浄モードでは、前記攪拌モードにおける気泡発生装置９からの気泡発生よりも著しく多い、多量の気泡が発生される。気泡発生装置９は、上述の如くカソード７の下方に配設されているため、気泡発生装置９から発生された気泡は、カソード７の表面に沿って上昇される。
【００５０】
そのため、係る気泡発生装置９からカソード７の表面に沿って上昇される多量の気泡は、カソード７に堆積された水酸化マグネシウム等の付着物に勢いよく吹き付けられ、カソード７表面の水酸化マグネシウム等の付着物を剥離し、洗浄することができる。
【００５１】
これにより、カソード７の表面に付着した水酸化マグネシウム等の付着物によってカソード７の使用可能面積が減縮される不都合を解消することができ、導電率の低下及び次亜塩素酸発生効率の低下を未然に回避することができるようになる。
【００５２】
また、格別にカソード７の表面に付着した水酸化マグネシウム等の付着物を除去するメンテナンスを行う必要がなくなるため、メンテナンス作業の簡素化を図ることができるようになる。
【００５３】
尚、本実施例では、複数のアノード６及びカソード７を用いて被処理水の塩素及び次亜塩素酸の発生を行い、殺菌処理を行っているが、一対のアノード６及びカソード７によっても実用に適した塩素発生効率及び次亜塩素酸発生効率を得ることができるようになる。
【００５４】
また、本実施例では、プールに貯留される被処理水における次亜塩素酸の発生方法又は装置について説明したが、これ以外に本発明の次亜塩素酸発生装置１は、例えば、生け簀や水槽、風呂などに貯留される被処理水であっても同様の効果を得ることができるものとする。
【００５５】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明の次亜塩素酸発生装置によれば、被処理水に浸漬されたアノードとカソード間に電流を流し、電解によって被処理水中に次亜塩素酸を発生させるものであって、被処理水中に気泡を発生させるための気泡発生手段をカソードの下方に設け、この気泡発生手段が発生した気泡をカソードの表面に沿って上昇させるので、被処理水の電解によりカソードの表面に付着した水酸化マグネシウムなどの付着物をカソードの表面に沿って上昇する気泡により剥離させることができるようになる。
【００５６】
これにより、カソードの表面に付着した水酸化マグネシウムなどの付着物による導電率の低下及び次亜塩素酸発生効率の低下を未然に回避することができるようになる。また、煩雑なメンテナンスを行うことなく、容易に付着物を除去することができるようになる。
【００５７】
請求項２の発明の次亜塩素酸発生装置によれば、請求項１の発明に加えて、気泡発生手段を制御する制御装置を備え、この制御装置は、気泡発生手段が発生した気泡によって被処理水の攪拌を行うための攪拌モードと、この攪拌モードよりも多量の気泡を発生させてカソード表面を洗浄するための洗浄モードを実行するので、攪拌モードにおいて、被処理水の攪拌を行いながら電解を行うことにより、効率的に次亜塩素酸を発生させることができるようになる。また、攪拌モードにおいて発生される気泡は、洗浄モードよりも少量であるため、電解効率の低下を生じることなく効率的に次亜塩素酸を発生させることができるようになる。
【００５８】
また、洗浄モードでは多量の気泡によりカソード表面を洗浄することができるため、カソードの表面に付着した水酸化マグネシウム等の付着物を剥離する洗浄を行うことができるようになる。これにより、水酸化マグネシウムによってカソードの使用可能面積が減縮される不都合を解消することができるため、導電率を向上させることができる。また、格別にカソードの表面に付着した水酸化マグネシウム等を除去するメンテナンスを行う必要がなくなるため、メンテナンス作業の簡素化を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の次亜塩素酸発生装置の概略説明図である。
【図２】カソードの斜視図である。
【図３】次亜塩素酸発生装置の概略図である。
【図４】塩化物イオン濃度に対する塩素発生効率を示す図である。
【図５】各種カソードに対する塩素発生効率を示した表である。
【図６】各条件におけるカソードの電流密度に対する塩素発生効率を示す図である。
【符号の説明】
１次亜塩素酸発生装置
２処理槽
３流入口
４流出口
５処理室
６アノード
７カソード
９気泡発生装置
２２制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hypochlorous acid generator for generating hypochlorous acid in water to be treated by electrolysis by passing an electric current between an anode and a cathode immersed in the water to be treated.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, water to be treated used in a pool or the like has been kept hygienic by supplying, for example, a chlorine-based chemical as a disinfectant into the stored tap water. However, in the disinfection method using such a medicine, the concentration of the medicine in the water to be treated is always measured. If the concentration is below a predetermined value, the medicine must be further introduced, and the maintenance work is complicated. There was a problem.
[0003]
On the other hand, as a disinfection or sterilization method for treated water, hypochlorous acid is usually generated in the treated water by electrolysis, and the treated water is sterilized with such hypochlorous acid. In this case, for example, an electrolytic cell is provided in the vicinity of a pool or the like in which the water to be treated is stored, and the water to be treated treated in the electrolytic cell is added to the pool. In this electrolytic cell, for example, a pair of electrodes are immersed in the treated water, and a voltage is applied to the electrodes to electrolyze the water to be treated.
[0004]
Thereby, the chloride ion contained in the to-be-processed water in an electrolytic vessel is used for electrolysis, and hypochlorous acid is generated from the electrode surface. The hypochlorous acid sterilizes microorganisms such as molds and bacteria contained in the water to be treated.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the water used as water to be treated is usually tap water, the vicinity of the cathode becomes alkaline when electrolyzed, so magnesium hydroxide or the like is solidified and adhered to the surface of the cathode due to solubility. There was a problem. As a result, the usable area of the cathode is reduced, and there is a problem that the conductivity is lowered and the efficiency of generating hypochlorous acid is lowered.
[0006]
Therefore, in order to avoid the above-mentioned decrease in conductivity and reduction in hypochlorous acid generation efficiency, the cathode is removed from the water to be treated to remove magnesium hydroxide and the like attached to the cathode, and the deposits such as magnesium hydroxide are scraped off. There is a problem that the maintenance work such as the above has to be performed and the convenience is poor.
[0007]
Therefore, the present invention has been made to solve the conventional technical problem, and by removing the deposits adhering to the cathode without performing complicated maintenance work, the conductivity is improved and hypochlorous acid is removed. It aims at providing the hypochlorous acid generator which can aim at the improvement of acid generation efficiency.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The hypochlorous acid generator of the present invention generates a hypochlorous acid in the water to be treated by flowing current between an anode and a cathode immersed in the water to be treated. A bubble generating means for generating a bubble is provided below the cathode, and the bubbles generated by the bubble generating means are raised along the surface of the cathode.
[0009]
According to the hypochlorous acid generator of the present invention, a current is passed between the anode and the cathode immersed in the water to be treated, and hypochlorous acid is generated in the water to be treated by electrolysis. A bubble generating means for generating bubbles is provided below the cathode, and the bubbles generated by the bubble generating means are raised along the surface of the cathode. Deposits such as magnesium can be separated by bubbles rising along the surface of the cathode.
[0010]
As a result, it is possible to avoid a decrease in conductivity and a decrease in hypochlorous acid generation efficiency due to deposits such as magnesium hydroxide adhered to the surface of the cathode. In addition, the deposits can be easily removed without performing complicated maintenance.
[0011]
A hypochlorous acid generator according to a second aspect of the invention includes a control device for controlling the bubble generating means in addition to the invention according to the first aspect, and the control device is configured to treat water to be treated by the bubbles generated by the bubble generating means. And a cleaning mode for cleaning the cathode surface by generating a larger amount of bubbles than in the stirring mode.
[0012]
According to a hypochlorous acid generator of a second aspect of the invention, in addition to the invention of the first aspect, a control device for controlling the bubble generating means is provided, and this control device is covered by the bubbles generated by the bubble generating means. A stirring mode for stirring the treated water and a cleaning mode for cleaning the cathode surface by generating a larger amount of bubbles than this stirring mode are executed. By performing electrolysis, hypochlorous acid can be generated efficiently. In addition, since the amount of bubbles generated in the stirring mode is smaller than that in the cleaning mode, hypochlorous acid can be efficiently generated without causing a reduction in electrolysis efficiency.
[0013]
In addition, in the cleaning mode, the cathode surface can be cleaned with a large amount of bubbles, so that it is possible to perform cleaning to remove deposits such as magnesium hydroxide attached to the surface of the cathode. Thereby, since the problem that the usable area of the cathode is reduced by magnesium hydroxide can be eliminated, the conductivity can be improved. In addition, it is not necessary to perform maintenance for removing magnesium hydroxide or the like adhering to the surface of the cathode, so that the maintenance work can be simplified.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of a hypochlorous acid generator 1 of the present invention. The hypochlorous acid generator 1 in the present embodiment performs sterilization of tap water as treated water stored in a storage tank (not shown) such as a pool, for example, and is provided in communication with the storage tank. It is installed in the tank 2. The treated water stored in the storage tank and the processing tank 2 is circulated in the storage tank and the processing tank 2 by a pump (not shown).
[0015]
The processing tank 2 has a rectangular shape, and a processing chamber 5 is formed inside. An inlet 3 for allowing the water to be treated flowing out of the storage tank to flow into the processing chamber 5 is formed at the lower part of one surface constituting the side wall of the processing tank 2. In addition, an outlet 4 is formed at the upper part of the side wall at a position opposite to the side wall of the treatment tank 2 where the inlet 3 is formed, and the treated water in the treatment chamber 5 flows out into the storage tank. Yes.
[0016]
An anode 6 and a cathode 7 in which at least a part is immersed are disposed in the water to be treated in the treatment chamber 5. The anode 6 and the cathode 7 are provided with a power source (not shown) for energizing the anode 6 and the cathode 7, and a control device 22 for controlling the anode 6 and the cathode 7 and a current value flowing therethrough.
[0017]
The anode 6 is a plate-like electrode made of a conductive material containing at least one of a noble metal or a metal oxide such as platinum, iridium, or palladium. The anode 6 used in this embodiment is a plate-like electrode made of palladium.
[0018]
The cathode 7 is an electrode composed of an alloy containing copper and zinc or an alloy containing copper and nickel. The cathode 7 used in this embodiment is a plate-like electrode made of brass that is an alloy of copper and zinc. Here, the plate-like electrode of the cathode 7 has a surface area larger than at least the anode 6.
[0019]
In the hypochlorous acid generator 1 in the present embodiment, the cathode 7 has a predetermined interval so that the surface having a large area, that is, the parallel portion 7A is perpendicular to the side wall on which the inlet 3 and the outlet 4 are formed. There will be multiple installations. The anodes 6 are arranged between the parallel portions 7A of the cathodes 7, respectively. At this time, it is assumed that the distance between the cathode 7 and the anode 6 is 0.5 cm or more and 2.0 cm or less. Thereby, the surface of the anode 8 having a large area, that is, the parallel portion is surrounded by the parallel portion 7A of the cathode 7.
[0020]
Further, the cathode 7 may be connected to each cathode 7 by connecting members 8 and 8 as shown in FIGS. The connecting members 8 and 8 connect the side surfaces of the cathodes 7, that is, the surfaces facing the inlet 3 and the outlet 4 formed in the processing tank 2, and are made of a conductive material. In addition, the connecting members 8 and 8 are formed in a lattice shape from the conductive material, and are configured to ensure water permeability in portions other than the parallel portion 7A of the cathode 7.
[0021]
The cathode 7 in the present invention is a cylindrical shape or a substantially cylindrical shape that surrounds the side surface of the anode 6 with a plate-like cathode 7 at a predetermined interval, for example, 360 degrees, other than the above embodiment. It may be a shape.
[0022]
On the other hand, at the lower part of the processing chamber 5 and below the cathode 7, a bubble generating device 9 is disposed as a bubble generating means for generating bubbles in the water to be processed in the processing chamber 5. The bubble generating device 9 is connected to the control device 22, and the operation is controlled by the control device 22. That is, the control device 22 has a stirring mode in which the water to be treated is stirred by bubbles generated from the bubble generating device 9, and a cleaning mode in which a larger amount of bubbles are generated than in the stirring mode to clean the surface of the cathode 7. It is something to execute.
[0023]
On the other hand, as shown in FIG. 1, a conductivity sensor 20 is provided between the cathode 7 and the anode 6 as conductivity detecting means for detecting the conductivity of the water to be treated. It is assumed that it is connected to the control device 22. Instead of the conductivity sensor 20, a current value detection device 21 as current value detection means for detecting a current value between the anode 6 and the cathode 7 may be connected to the control device 22.
[0024]
On the other hand, a pump 23 is connected to the control device 22. The pump 23 is connected to an adjustment liquid tank 24 that receives either a saturated sodium chloride aqueous solution, a saturated potassium chloride aqueous solution, a saturated calcium chloride aqueous solution, or a mixture thereof. The pump 23 is operated to transport the aqueous solution in the adjustment liquid tank 24 into the treatment tank 2.
[0025]
When the control device 22 applies a low voltage, for example, 10 V, to the anode 6 and the cathode 7 and the conductivity sensor 20 increases the conductivity of the water to be treated to a predetermined value, The pump 23 is operated to transfer the aqueous solution in the adjustment liquid tank 24 into the treatment tank 2. Then, when the conductivity of the water to be treated becomes smaller than a predetermined value by the conductivity sensor 20, the control device 22 stops the operation of the pump 23.
[0026]
Accordingly, the chloride ion concentration of the water to be treated is determined based on the conductivity of the water to be treated, and the chloride ion concentration can be adjusted to a predetermined chloride ion concentration, which is 1000 mg / l or less in this embodiment. it can. In this embodiment, the control device 22 treats either the saturated sodium chloride aqueous solution, the saturated potassium chloride aqueous solution, the saturated calcium chloride aqueous solution, or a mixture thereof in the adjustment liquid tank 24 by controlling the operation of the pump 23. The amount charged into the tank can be controlled, and the treated water can be automatically adjusted to a chloride ion concentration of 1000 mg / l or less.
[0027]
The adjustment of the chloride ion concentration is based on the output of the current value detection device 21 that detects the current value between the anode 6 and the cathode 7 in addition to the adjustment based on the output of the conductivity sensor 20. You can go. That is, when the control device 22 applies a low voltage, for example, 10 V, to the anode 6 and the cathode 7, the current value detection device 21 causes the current value between the anode 6 and the cathode 7 to be larger than a predetermined value. In this case, the pump 23 is operated and the aqueous solution in the adjustment liquid tank 24 is conveyed into the treatment tank 2.
[0028]
When the current value detection device 21 causes the energization current value between the anode 6 and the cathode 7 to be smaller than a predetermined value, the control device 22 stops the operation of the pump 23. Accordingly, the water to be treated may be adjusted to a predetermined chloride ion concentration, that is, a chloride ion concentration of 1000 mg / l or less in this embodiment.
[0029]
Thereby, the chloride ion concentration of to-be-processed water can be discriminate | determined based on the electric current value between the anode 6 and the cathode 7, and it can adjust to the chloride ion concentration of 1000 mg / l or less. In this embodiment, the control device 22 treats either the saturated sodium chloride aqueous solution, the saturated potassium chloride aqueous solution, the saturated calcium chloride aqueous solution, or a mixture thereof in the adjustment liquid tank 24 by controlling the operation of the pump 23. The amount charged into the tank can be controlled, and the treated water can be automatically adjusted to a predetermined chloride ion concentration.
[0030]
With the above configuration, the water to be treated is caused to flow into the processing chamber 5 in the processing tank 2 from a storage tank such as a pool, and the storage tank is stored up to the position of the outlet 4 formed in the processing tank 2. As a result, the power is turned on, and the anode 6 and the cathode 7 are energized.
[0031]
At this time, the bubble generation device 9 is executed in the stirring mode by the control device 22, generates a smaller amount of bubbles in the processing chamber 5 than in the cleaning mode, and the processing target water is stirred. In addition, the to-be-processed water which flows in from a storage tank shall always flow in from a storage tank, and shall return to a storage tank via the outflow port 4, although it circulated in the processing chamber 5. FIG.
[0032]
In the agitation mode, the amount of bubbles generated by the bubble generator is smaller than the amount of bubbles generated in the cleaning mode, which will be described later. Therefore, hypochlorous acid is efficiently produced without causing a reduction in electrolytic efficiency due to the bubbles. Can be generated.
[0033]
As a result, the microorganisms contained in the water to be treated are generally charged to a negative potential, and therefore attracted to the anode 6 having a positive potential. In the anode 6, chloride ions contained in a predetermined amount in the water to be treated release electrons to generate chlorine. The chlorine then dissolves in water to produce hypochlorous acid. Thereby, in the vicinity of the anode 6, microorganisms in the water to be treated are sterilized by the chlorine or hypochlorous acid.
[0034]
The anode 6 is made of a conductive material containing at least one of platinum, iridium, or palladium as described above, and the cathode 7 is made of an alloy containing copper and zinc, or copper Therefore, the conductivity of the anode 6 and the cathode 7 can be improved, and the generation efficiency of chlorine and hypochlorous acid can be improved.
[0035]
Here, the chlorine generation efficiency with respect to the chloride ion concentration of the water to be treated will be described with reference to FIG. In FIG. 4, platinum iridium is used for the anode 6, and titanium is used for the cathode 7.
[0036]
According to this, when tap water which is to be treated is passed through the anode 6 and the cathode 7 with the same chloride ion concentration and electrolysis is performed, the chloride ion concentration of normal tap water is about 20 mg / l. Therefore, it can be seen that the chlorine generation efficiency is about 30%.
[0037]
On the other hand, when the chloride ion concentration contained in the water to be treated was adjusted to 100 mg / l and electrolysis was performed, the chlorine generation efficiency was about 43%. When the chloride ion concentration contained in the water to be treated was adjusted to 200 mg / l and electrolysis was performed, the chlorine generation efficiency was about 50%. Furthermore, when the chloride ion concentration contained in the water to be treated was adjusted to 400 mg / l and electrolysis was performed, the chlorine generation efficiency was about 58%, and the chloride ion concentration was adjusted to 600 mg / l and electrolysis was performed. Even in this case, the chlorine generation efficiency was about 60%.
[0038]
As a result, the chloride ion concentration of the water to be treated is low when the chloride ion concentration is 100 mg / l or more and 600 mg / l or less with respect to tap water whose chlorine generation efficiency is not suitable for practical use. Is high. Therefore, in the water to be treated having a chloride ion concentration of 100 mg / l or more and 600 mg / l or less, chlorine can be efficiently generated, and in association with this, hypochlorite produced by the dissolution of chlorine in water. Chloric acid can be generated efficiently.
[0039]
In addition, hypochlorous acid returns to chlorine by an oxidation-reduction reaction. Therefore, once the chloride ion concentration of the water to be treated is adjusted, there is no need to newly adjust the chloride ion concentration, and maintenance workability is improved. Can be improved.
[0040]
Next, the chlorine generation efficiency with respect to the difference in the conductive material used for the cathode 7 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a table showing the chlorine generation efficiency for each cathode 7. In FIG. 5, for each cathode 7, the anode 6 is made of palladium, and the bubble generating device 9 is in a stirring mode by the control device 22, and performs electrolysis while stirring the water to be treated. It shall be.
[0041]
As a result, in the cathode using an alloy of platinum and iridium used in the conventional hypochlorous acid generator, the chlorine generation efficiency was 76%. The chlorine generation efficiency when titanium was used for the cathode was 79%. On the other hand, the chlorine generation efficiency when brass, which is an alloy of copper and zinc, is used for the cathode 7 is 91%, and the chlorine generation efficiency when the alloy of copper and nickel is used for the cathode 7 is 86%. there were.
[0042]
As a result, the chlorine generation efficiency can be further improved by making the conductive material constituting the cathode 7 an alloy of copper and zinc or an alloy of copper and nickel. Along with this, the generation efficiency of hypochlorous acid can be improved, and the water to be treated can be sterilized efficiently.
[0043]
Next, with reference to FIG. 6, the chlorine generation efficiency with respect to each stirring condition of to-be-processed water is demonstrated. This is a hypochlorous acid generator when palladium is used for the anode 6 and brass which is an alloy of copper and zinc is used for the cathode 7, and the chlorine generation efficiency is optimal when the water to be treated is not stirred. The chlorine generation efficiency when the current density of the cathode 7 considered to be 0.8 A / (dm) ² was about 60%.
[0044]
On the other hand, in the hypochlorous acid generator 1 according to the present invention, palladium is used for the anode 6, brass which is an alloy of copper and zinc is used for the cathode 7, and the lower part of the treatment tank 2 is covered by a so-called propeller rotation. Chlorine generation efficiency was about 80% when electrolysis was performed while stirring the water to be treated with the stirring device for stirring the treated water. In this case, it is assumed that the current density of the cathode 7 is 0.8 A / (dm) ² .
[0045]
On the other hand, other conditions are the same as above, that is, palladium is used for the anode 6 and brass which is an alloy of copper and zinc is used for the cathode 7, and the bubble generating device 9 executes the stirring mode by the control device 22. However, the chlorine generation efficiency when electrolysis was performed was about 90%. In this case, it is assumed that the current density of the cathode 7 is 0.8 A / (dm) ² .
[0046]
Thus, when the agitation mode is executed by the control device 22 and the electrolysis is performed while stirring the water to be treated with a smaller amount of bubbles than the cleaning mode from the bubble generating device 9, the water to be treated is clearly stirred by the bubbles. It can be seen that the chlorine generation efficiency is higher when the process is performed.
[0047]
Therefore, by performing electrolysis while stirring the water to be treated with a small amount of air bubbles, it becomes possible to generate chlorine with high efficiency. Further, hypochlorous acid can be obtained with high efficiency. Thereby, the to-be-processed water can be efficiently sterilized by hypochlorous acid generated with high efficiency.
[0048]
On the other hand, by electrolyzing tap water, which is the water to be treated, the vicinity of the cathode becomes alkaline, and magnesium hydroxide or the like is solidified and adhered to the surface of the cathode 7 due to solubility. By continuing the electrolysis, the deposit such as magnesium hydroxide is deposited on the surface of the cathode 7 and formed.
[0049]
In the present invention, the cleaning mode is executed by the controller 22 once every predetermined period, and once a day in this embodiment. In such a cleaning mode, a large amount of bubbles is generated, which is significantly more than the generation of bubbles from the bubble generation device 9 in the stirring mode. Since the bubble generating device 9 is disposed below the cathode 7 as described above, the bubbles generated from the bubble generating device 9 are raised along the surface of the cathode 7.
[0050]
Therefore, a large amount of bubbles rising from the bubble generating device 9 along the surface of the cathode 7 is vigorously sprayed on the deposits such as magnesium hydroxide deposited on the cathode 7, and magnesium hydroxide on the surface of the cathode 7 and the like. The deposits can be peeled off and washed.
[0051]
As a result, it is possible to eliminate the disadvantage that the usable area of the cathode 7 is reduced by deposits such as magnesium hydroxide attached to the surface of the cathode 7, reducing the conductivity and the efficiency of generating hypochlorous acid. It will be possible to avoid it.
[0052]
In addition, since it is not necessary to perform maintenance for removing deposits such as magnesium hydroxide adhering to the surface of the cathode 7, the maintenance work can be simplified.
[0053]
In the present embodiment, chlorine and hypochlorous acid are generated by using a plurality of anodes 6 and cathodes 7 and sterilization is performed. The chlorine generation efficiency and hypochlorous acid generation efficiency suitable for the above can be obtained.
[0054]
Moreover, although the present Example demonstrated the generation | occurrence | production method or apparatus of hypochlorous acid in the to-be-processed water stored in a pool, the hypochlorous acid generator 1 of this invention other than this is, for example, a sacrifice or a water tank It is assumed that the same effect can be obtained even if the water to be treated is stored in a bath or the like.
[0055]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the hypochlorous acid generator of the present invention, a current is passed between the anode and the cathode immersed in the water to be treated, and hypochlorous acid is generated in the water to be treated by electrolysis. The bubble generating means for generating bubbles in the water to be treated is provided below the cathode, and the bubbles generated by the bubble generating means are raised along the surface of the cathode. Deposits such as magnesium hydroxide adhering to the surface can be peeled off by bubbles rising along the surface of the cathode.
[0056]
As a result, it is possible to avoid a decrease in conductivity and a decrease in hypochlorous acid generation efficiency due to deposits such as magnesium hydroxide adhered to the surface of the cathode. In addition, the deposits can be easily removed without performing complicated maintenance.
[0057]
According to a hypochlorous acid generator of a second aspect of the invention, in addition to the invention of the first aspect, a control device for controlling the bubble generating means is provided, and this control device is covered by the bubbles generated by the bubble generating means. A stirring mode for stirring the treated water and a cleaning mode for cleaning the cathode surface by generating a larger amount of bubbles than this stirring mode are executed. By performing electrolysis, hypochlorous acid can be generated efficiently. In addition, since the amount of bubbles generated in the stirring mode is smaller than that in the cleaning mode, hypochlorous acid can be efficiently generated without causing a reduction in electrolysis efficiency.
[0058]
In addition, in the cleaning mode, the cathode surface can be cleaned with a large amount of bubbles, so that it is possible to perform cleaning to remove deposits such as magnesium hydroxide attached to the surface of the cathode. Thereby, since the problem that the usable area of the cathode is reduced by magnesium hydroxide can be eliminated, the conductivity can be improved. In addition, it is not necessary to perform maintenance for removing magnesium hydroxide or the like adhering to the surface of the cathode, so that the maintenance work can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a hypochlorous acid generator of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a cathode.
FIG. 3 is a schematic view of a hypochlorous acid generator.
FIG. 4 is a graph showing chlorine generation efficiency with respect to chloride ion concentration.
FIG. 5 is a table showing the chlorine generation efficiency for various cathodes.
FIG. 6 is a graph showing the chlorine generation efficiency with respect to the cathode current density under each condition.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS Primary hypochlorous acid generator 2 Processing tank 3 Inlet 4 Outlet 5 Processing chamber 6 Anode 7 Cathode 9 Bubble generator 22 Controller

Claims

In a hypochlorous acid generator for generating hypochlorous acid in the water to be treated by electrolysis by passing an electric current between the anode and the cathode immersed in the water to be treated,
A bubble generating means for generating bubbles in the water to be treated is provided below the cathode,
A hypochlorous acid generator, wherein bubbles generated by the bubble generating means are raised along the surface of the cathode.

A control device for controlling the bubble generating means;
The control device includes a stirring mode for stirring the water to be treated by the bubbles generated by the bubble generating means;
2. The hypochlorous acid generator according to claim 1, wherein a cleaning mode for cleaning the cathode surface by generating a larger amount of bubbles than in the stirring mode is executed.