JP5327264B2 - 活性酸素生成装置及び給湯装置 - Google Patents
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Description
放電を利用するものでは、その生成装置に、多大な電力量が必要になるといった欠点があった。また、高電圧入力に対する極めて高い安全性が求められるといった欠点もあった。一方、光触媒を利用するものでは、紫外線を発する光源が必要になり、生成装置が大型化するといった欠点があった。また、人体に紫外線が照射されないようにするための種々の安全対策が必要になるといった欠点もあった。
図1はこの発明の実施の形態1における活性酸素生成装置の断面を示す図である。
図1に示すように、電解槽1には、導電性高分子を表面に含有する陰極2と、導電性を有する陽極3とが収納されている。図1では、電解槽1に一対の陰極2及び陽極3が備えられているが、二対以上の陰極2及び陽極3が電解槽1に備えられていても構わない。
微細泡生成部9は、液相中に気相を混合し、液相中に微細泡10を発生させる機能を有している。微細泡生成部9は、吸引口11から吸引した気体を、水4中に微細泡10として取り込む。水4中に取り込まれた微細泡10は、例えば、0.01〜100μmの径を有している。そして、微細泡生成部9は、微細泡10を含む水4を、流入口6から電解槽1に流入させる。
キャビテーション式を採用する場合は、ポンプ内に気液混合体を送り、例えば、超音波振動を与えることにより、キャビテーションを利用して気泡を発生させる。また、加圧溶解式を採用する場合は、ポンプ等で気体を加圧して水中に溶解させる。加圧溶解式では、他の方式と比較して装置が大型化するものの、大量の気体を水中に溶解させることができる。
微細泡生成部9では、キャビテーション式や加圧溶解式を採用しても良い。
また、上記接続部に、所定量の発生ガスを滞留させるための貯留部を形成しても良い。
O2+PAn(red)→O2 −+PAn(ox) ・・・(1)
このような生成反応によって生成される活性酸素としては、スーパーオキシドアニオンの他にも、ヒドロキシラジカルや過酸化水素等の物質が挙げられる。
ポリアニリンを絶縁性の基材上に塗布すると、通常、その表面抵抗値は、103Ω/sq以上となる。このため、ポリアニリンを陰極2の基材上に塗布して使用するためには、電圧の入力値を高くしなければならない。電極としての表面抵抗が高いと、水の電気分解によって生じる水素や酸素が活性酸素の生成を阻害する。
副産物として生成される酸素ガスは水素ガスの2倍の量であるため、気相導入部15から微細泡生成部9に対し、酸素濃度の高い気体が供給される。このため、陰極2の表面に酸素が接触する確率が高まり、活性酸素の生成量を増加させることができる。また、陰極2と陽極3とを対向配置にして陰極2を流入口6側に配置しているため、微細泡10が陰極2の表面を効率よく通過する。このため、陰極2の表面での活性酸素の生成反応を促進させることができる。
図3はこの発明の実施の形態2における活性酸素生成装置の断面を示す図である。
図3において、20は電解槽1の内部に設けられた隔膜である。隔膜20は、陰極2での反応生成物(例えば、水素ガス)と陽極3での反応生成物(例えば、酸素ガス)とを分離するためのものである。隔膜20は、樹脂又はガラス繊維からなる逆浸透膜やろ過膜によって構成される。
本実施の形態では、活性酸素生成装置を給湯装置に組み込んだ場合について説明する。本実施の形態において、活性酸素生成装置は、実施の形態1及び2の何れの構成を有していても構わない。
貯湯タンク31で沸き上げられたお湯は、給水配管34及び追い焚き配管35を通って、浴槽32内に供給される。浴槽32内に溜められた水(お湯)を追い焚きする場合は、ポンプ36によって浴槽32内の水を追い焚き配管35内に取り込み、熱交換器38によって加熱した後に浴槽32内に戻す。追い焚き時は、水の温度が設定値になるまでポンプ36によって水を循環させ、水を浴槽32と追い焚き配管35との間で移動させる。
2 陰極
3 陽極
4 水
5 電源
6、12 流入口
7、14 流出口
8 電解部
9 微細泡生成部
10 微細泡
11 吸引口
13 狭窄部
15 気相導入部
16、17、18、23、24、25、26、27 管路
19、28、29 弁
20 隔膜
21、22 空間
30 検知手段
31 貯湯タンク
32 浴槽
33 アダプタ
34 給水配管
35 追い焚き配管
36 ポンプ
37 活性酸素生成装置
38 熱交換器
Claims (11)
- 所定の電圧印加手段に接続された陰極及び陽極と、
流入口から流入した水を前記陰極及び前記陽極によって電気分解し、活性酸素を含む水を流出口から流出させる電解槽と、
吸引口から気体を吸引し水中に微細泡として取り込み、微細泡を含む水を、前記流入口から前記電解槽に流入させる微細泡生成部と、
外気を吸引するための外気口を有し、前記電解槽及び前記微細泡生成部に接続され、前記電解槽内の気体を前記外気とともに、前記吸引口から前記微細泡生成部に吸引させる気相導入部とを備えた活性酸素生成装置であって、
前記外気口は、前記電解槽と前記気相導入部の接続箇所より下方に配置されていることを特徴とする活性酸素生成装置。 - 前記電解槽に設けられ、前記電解槽の内部を、前記陰極が設置された第1空間と前記陽極が設置された第2空間とに分ける隔膜と、
を備え、
前記気相導入部は、
前記第1空間から前記吸引口への管路を開閉する第1弁と、
前記第2空間から前記吸引口への管路を開閉する第2弁と、
を備えた請求項1に記載の活性酸素生成装置。 - 前記陰極の表面の吸光度を検知する検知手段と、
を備えた請求項2に記載の活性酸素生成装置。 - 前記検知手段の検知結果に基づいて、前記第1弁及び前記第2弁の開閉を制御する制御部と、
を備えた請求項3に記載の活性酸素生成装置。 - 前記気相導入部は、
一端が前記微細泡生成部に接続された第1管路と、
前記第1管路から分かれた第2管路及び第3管路と、
を備え、
前記第2管路は、前記電解槽の上部内面に開口し、
前記第3管路は、前記第1管路との接続部から下向きに伸び、前記電解槽1の外部で開口する
請求項1から請求項4の何れかに記載の活性酸素生成装置。 - 前記微細泡生成部は、ベンチュリー式、キャビテーション式、加圧溶解式の何れかの方式によって、前記吸引口から吸引した気体を水中に微細泡として取り込む
請求項1から請求項5の何れかに記載の活性酸素生成装置。 - 前記陰極の表面に、所定のレドックスポリマーが含有された
請求項1から請求項6の何れかに記載の活性酸素生成装置。 - 請求項1から請求項7の何れかに記載の活性酸素生成装置を備えた給湯装置であって、
貯湯タンクに接続された給水配管と、
前記給水配管及び浴槽に接続された追い焚き配管と、
前記追い焚き配管に接続されたポンプ及び熱交換器と、
を備え、
前記活性酸素生成装置は、前記給水配管又は前記追い焚き配管に直列に接続された給湯装置。 - 前記浴槽の水栓が抜かれると、前記ポンプを駆動させて前記浴槽内の水を循環させ、且つ、前記活性酸素生成装置の前記陰極及び前記陽極間に電圧を印加させ、前記水栓が抜かれた後に前記浴槽内の水位が所定位置に達すると、前記ポンプ及び前記活性酸素生成装置の動作を停止させる制御手段と、
を備え、
前記活性酸素生成装置は、前記追い焚き配管に直列に接続された請求項8に記載の給湯装置。 - 前記制御手段は、前記浴槽内の水位が所定位置に達して前記ポンプ及び前記活性酸素生成装置の動作を停止させた後、前記給水配管から前記追い焚き配管に注水させる請求項9に記載の給湯装置。
- 請求項1から請求項7の何れかに記載の活性酸素生成装置を備えた給湯装置であって、
貯湯タンクに接続された給水配管と、
前記給水配管及び浴槽に接続された追い焚き配管と、
前記追い焚き配管に接続されたポンプ及び熱交換器と、
を備え、
前記活性酸素生成装置は、前記給水配管又は前記追い焚き配管に並列に接続された給湯装置。
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