JP5791841B1 - Ozone water production equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、陰極電極側から装置外へ排水される排水処理が不要で、装置の小型化及び長寿命化を図ることのできるオゾン水製造装置を提供することである。【解決手段】陽極電極、陰極電極及び陽イオン交換膜を備えたオゾン水製造装置であって、陽極電極側に設けられて、陽極電極に原料水を供給する陽極側供給管と、陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、陰極電極側に設けられて、陰極側供給手段によって供給された原料水を排出し、再度、陰極電極に供給するループ状配管と、を備える。陽極側供給管から陰極側供給手段によって陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後でループ状配管内の圧力が陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、陰極側供給手段による陰極電極への原料水の供給が停止される。【選択図】図1An object of the present invention is to provide an ozone water production apparatus that does not require waste water treatment to be drained from the cathode electrode side to the outside of the apparatus, and that can reduce the size and life of the apparatus. An ozone water production apparatus comprising an anode electrode, a cathode electrode, and a cation exchange membrane, provided on the anode electrode side, an anode side supply pipe for supplying raw water to the anode electrode, and an anode electrode An ozone water discharge pipe for discharging ozone water produced by supplying raw material water, a cathode side supply means for supplying a part of the raw water flowing in the anode side supply pipe to the cathode electrode, and the cathode electrode side And a loop-shaped pipe for discharging the raw water supplied by the cathode-side supply means and supplying it again to the cathode electrode. When the raw water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and the pressure in the looped pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, the cathode side supply means The supply of raw material water to the cathode electrode is stopped. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、オゾン水製造装置に関し、特に、陰極電極側から装置外への排水処理が不要で、また、装置の小型化及び長寿命化を図ることのできるオゾン水製造装置に関する。 The present invention relates to an ozone water production apparatus, and more particularly to an ozone water production apparatus that does not require drainage treatment from the cathode electrode side to the outside of the apparatus, and that can reduce the size and life of the apparatus.
近年、オゾン水は食品の殺菌や悪臭ガスの脱臭などの用途に広範に使用されており、さらに医療や介護の分野で、数多い知見例が発表され始めている。また、半導体製造領域においても、超微細構造に対するオゾン酸化の特徴が認められ、オゾン水の使用が必須とされている。
このようなオゾン水の製法として、現在、産業用に普及しているオゾン水の製法は、大別して、酸素ガスを放電することによりオゾンガスを生成し、生成したオゾンガスを水に溶解させるガス溶解法、酸素ガスを電解によりオゾンガスを生成し、生成したオゾンガスを水に溶解させる電解ガス溶解法、陽イオン交換膜の両面に陽極電極及び陰極電極が設けられてなる触媒電極に原料水を直接接触させるとともに、陽極電極と陰極電極との間に直流電圧を印加して、オゾン水を生成させる直接電解法の3方式が実用されている。
In recent years, ozone water has been widely used for applications such as sterilization of foods and deodorization of malodorous gases, and many examples of knowledge have begun to be published in the fields of medical care and nursing care. Also in the semiconductor manufacturing area, the feature of ozone oxidation with respect to the ultrafine structure is recognized, and the use of ozone water is essential.
As a manufacturing method of such ozone water, the manufacturing method of ozone water that is currently widely used for industrial use is roughly divided into a gas dissolution method that generates ozone gas by discharging oxygen gas and dissolves the generated ozone gas in water. Electrolytic gas dissolution method in which ozone gas is generated by electrolysis of oxygen gas and the generated ozone gas is dissolved in water, and raw water is brought into direct contact with a catalyst electrode in which an anode electrode and a cathode electrode are provided on both sides of a cation exchange membrane. At the same time, three direct electrolysis methods in which a direct current voltage is applied between the anode electrode and the cathode electrode to generate ozone water have been put into practical use.
放電式ガス溶解法は、具体的には、酸素を放電管に供給し、酸素が放電管内を通過する際に、放電管に高周波高電圧を印加することによって無数の放電が生じ、オゾンガスが発生するので、このオゾンガスを原料水(純水や水道水等)に混合させることによってオゾン水を生成させる方法である(例えば、特許文献1参照。)。
直接電解法とは、具体的には、陽イオン交換膜の一方の面に陽極を圧接させ、他方の面に陰極電極を圧接してなる触媒電極の電解面に原料水を直接接触させて、水の電気分解によりオゾン水を生成させる方法である(特許文献2参照。)。
Specifically, the discharge-type gas dissolution method supplies oxygen to the discharge tube, and when oxygen passes through the discharge tube, countless discharges are generated by applying a high-frequency high voltage to the discharge tube, generating ozone gas. Therefore, this ozone gas is mixed with raw water (pure water, tap water, etc.) to generate ozone water (see, for example, Patent Document 1).
Specifically, the direct electrolysis method is such that the anode is pressed into contact with one surface of the cation exchange membrane, and the raw material water is brought into direct contact with the electrolytic surface of the catalyst electrode in which the cathode electrode is pressed into contact with the other surface. In this method, ozone water is generated by electrolysis of water (see Patent Document 2).
例えば、図4に示すように、直接電解法において、通常、陰極電極23Cに供給された原料水は、陰極電極23C側から陰極側排水管34Cを介してそのまま装置外に排水される。
又は、高濃度のオゾン水を得るために、高導電率の塩水を陰極電極に供給する場合には、例えば、図5に示すように、陰極電極23Dに供給された塩水は、陰極電極23D側から排水されたのち、陰極電極23D側に設けられた循環機構(ポンプや塩水タンク35D等)により、再度、陰極電極23Dに供給されて循環使用される。なお、図4及び図5中の各符号は、後述する図1と同様の構成部分には同様の数字に「C」又は「D」を付した。
For example, as shown in FIG. 4, in the direct electrolysis method, the raw material water supplied to the
Alternatively, when high-concentration salt water is supplied to the cathode electrode in order to obtain high-concentration ozone water, for example, as shown in FIG. 5, the salt water supplied to the
しかしながら、上記図4に示すタイプの装置100Cでは、陰極電極側から装置外に排水される排水量が大量となるため、その排水処理が非常に大変で、コスト高となるという問題があった。
一方、図5に示すタイプの装置100Dでは、装置外への排水処理は不要であるものの、ポンプやタンク等が必要となるため、装置が大型化し、また、ポンプが故障しやすく、メンテナンスの問題や装置の寿命が短くなるという問題があった。
However, the
On the other hand, the
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、陰極電極側から装置外へ排水される排水処理が不要で、また、装置の小型化及び長寿命化を図ることのできるオゾン水製造装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an ozone water production apparatus that does not require waste water treatment from the cathode electrode side to the outside of the apparatus and that can reduce the size and extend the life of the apparatus. Is to provide.
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、陽極側供給管内を流れる原料水の一部を陰極電極に供給する陰極側供給手段を設け、かつ、ケーシングの陰極電極側にループ状配管を設けるか、又は、ケーシングの陰極電極側と原料水供給源とを接続する陰極側接続管を設けることによって、陰極電極側からの装置外への排水処理を不要とし、装置の小型化及び長寿命化を図ることができることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor provided a cathode-side supply means for supplying a part of the raw material water flowing in the anode-side supply pipe to the cathode electrode in the process of examining the cause of the above-mentioned problem, Eliminates wastewater treatment from the cathode electrode side to the outside of the device by providing a loop-shaped pipe on the cathode electrode side or by providing a cathode side connecting pipe that connects the cathode electrode side of the casing and the raw water supply source Thus, the present inventors have found that the apparatus can be reduced in size and extended in life, and the present invention has been achieved.
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1.ケーシング内の陽極電極と陰極電極との間に陽イオン交換膜が設けられてなる触媒電極を備え、前記陽極電極及び前記陰極電極に原料水を供給するとともに、前記陽極電極と前記陰極電極との間に直流電圧を印加することによって、オゾン水を製造するオゾン水製造装置であって、
原料水を供給する原料水供給源と、
前記原料水供給源と前記ケーシングの陽極電極側とを接続し、前記原料水供給源からの原料水を前記陽極電極に供給する陽極側供給管と、
前記ケーシングの陽極電極側に設けられて、前記陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、
前記陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、
前記ケーシングの陰極電極側に設けられて、前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に供給された原料水を排出し、再度、前記陰極電極に供給するループ状配管と、を備え、
前記陽極側供給管から前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記ループ状配管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、前記陰極側供給手段による前記陰極電極への原料水の供給が停止されることを特徴とするオゾン水製造装置。
1. A catalyst electrode having a cation exchange membrane provided between an anode electrode and a cathode electrode in a casing is provided, and raw water is supplied to the anode electrode and the cathode electrode, and the anode electrode and the cathode electrode An ozone water production apparatus for producing ozone water by applying a direct current voltage between,
Raw water supply source for supplying raw water,
An anode-side supply pipe for connecting the raw water supply source and the anode electrode side of the casing, and supplying raw water from the raw water supply source to the anode electrode;
An ozone water discharge pipe that is provided on the anode electrode side of the casing and discharges ozone water produced by supplying raw water to the anode electrode;
A cathode-side supply means in which a part of the raw material water flowing in the anode-side supply pipe is supplied to the cathode electrode;
A loop-shaped pipe provided on the cathode electrode side of the casing, for discharging the raw water supplied to the cathode electrode by the cathode-side supply means, and again supplying the cathode electrode,
When raw water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and the pressure in the loop-shaped pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, The ozone water production apparatus, wherein the supply of raw material water to the cathode electrode by the cathode side supply means is stopped.
2.前記陰極側供給手段が、前記陽イオン交換膜に形成されて、前記陽極電極に供給された原料水を前記陰極電極側に通過させる穴部であることを特徴とする第1項に記載のオゾン水製造装置。
2. 2. The ozone according to
3.前記陰極電極に、前記穴部を介して前記原料水とともに、前記陽極電極側で発生した酸素ガスが供給されることを特徴とする第2項に記載のオゾン水製造装置。
3. The apparatus for producing ozone water according to
4.前記穴部の直径が、0.5〜10mmの範囲内であることを特徴とする第2項又は第3項に記載のオゾン水製造装置。
4). The diameter of the said hole part exists in the range of 0.5-10 mm, The ozone water manufacturing apparatus of
5.前記陰極側供給手段が、前記陽極側供給管から分岐して前記ループ状配管に接続される陰極側供給管であることを特徴とする第1項に記載のオゾン水製造装置。
5. The ozone water production apparatus according to
6.ケーシング内の陽極電極と陰極電極との間に陽イオン交換膜が設けられてなる触媒電極を備え、前記陽極電極及び前記陰極電極に原料水を供給するとともに、前記陽極電極と前記陰極電極との間に直流電圧を印加することによって、オゾン水を製造するオゾン水製造装置であって、
原料水を供給する原料水供給源と、
前記原料水供給源と前記ケーシングの陽極電極側とを接続し、前記原料水供給源からの原料水を前記陽極電極に供給する陽極側供給管と、
前記ケーシングの前記陽極電極側に設けられて、前記陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、
前記陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、
前記ケーシングの陰極電極側と前記原料水供給源とを接続し、前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に供給された原料水を排出した後に、前記原料水供給源に戻す陰極側接続管と、を備え、
前記陽極側供給管から前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記陰極側接続管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、前記陰極側供給手段による前記陰極電極への原料水の供給が停止されることを特徴とするオゾン水製造装置。
6). A catalyst electrode having a cation exchange membrane provided between an anode electrode and a cathode electrode in a casing is provided, and raw water is supplied to the anode electrode and the cathode electrode, and the anode electrode and the cathode electrode An ozone water production apparatus for producing ozone water by applying a direct current voltage between,
Raw water supply source for supplying raw water,
An anode-side supply pipe for connecting the raw water supply source and the anode electrode side of the casing, and supplying raw water from the raw water supply source to the anode electrode;
An ozone water discharge pipe that is provided on the anode electrode side of the casing and discharges ozone water produced by supplying raw water to the anode electrode;
A cathode-side supply means in which a part of the raw material water flowing in the anode-side supply pipe is supplied to the cathode electrode;
Connecting the cathode electrode side of the casing and the raw water supply source, and after discharging the raw water supplied to the cathode electrode by the negative electrode side supply means, a cathode side connection pipe returning to the raw water supply source; With
Raw material water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and when the pressure in the cathode side connection pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, The ozone water production apparatus, wherein the supply of raw material water to the cathode electrode by the cathode side supply means is stopped.
7.前記陰極側供給手段が、前記陽イオン交換膜に形成されて、前記陽極電極に供給された原料水を前記陰極電極側に通過させる穴部であることを特徴とする第6項に記載のオゾン水製造装置。 7). The ozone according to claim 6, wherein the cathode side supply means is a hole formed in the cation exchange membrane and allowing the raw water supplied to the anode electrode to pass to the cathode electrode side. Water production equipment.
8.前記陰極電極に、前記穴部を介して前記原料水とともに、前記陽極電極側で発生した酸素ガスが供給されることを特徴とする第7項に記載のオゾン水製造装置。 8). The ozone water production apparatus according to claim 7, wherein oxygen gas generated on the anode electrode side is supplied to the cathode electrode together with the raw water through the hole.
9.前記穴部の直径が、0.5〜10mmの範囲内であることを特徴とする第7項又は第8項に記載のオゾン水製造装置。 9. The diameter of the said hole part exists in the range of 0.5-10 mm, The ozone water manufacturing apparatus of Claim 7 or 8 characterized by the above-mentioned.
本発明の上記手段により、陰極電極側から装置外へ排水される排水処理が不要で、また、装置の小型化及び長寿命化を図ることのできるオゾン水製造装置を提供することができる。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
陽極側供給管から陰極側供給手段によって陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記ループ状配管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったとき、又は、前記陰極側接続管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、陰極側供給手段による陰極電極への原料水の供給が停止される。このとき陰極電極及びループ状配管内、又は、陰極電極及び陰極側接続管内は原料水で満たされた状態となり、一方、陽極電極には随時、原料水が供給されるので、オゾン水の生成が継続されることになる。このように、陰極電極及びループ状配管内、又は、陰極電極及び陰極側接続管内は、原料水に満たされた状態で、陰極電極側から装置外に排出しなくともオゾン水を生成することができる。よって、排水処理が不要で、装置の小型化及び長寿命化を図ることができる。
By the above means of the present invention, it is possible to provide an ozone water production apparatus that does not require drainage treatment for draining from the cathode electrode side to the outside of the apparatus and that can reduce the size and life of the apparatus.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
Raw material water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and when the pressure in the loop-shaped pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, or the cathode When the pressure in the side connection pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe, the supply of raw material water to the cathode electrode by the cathode side supply means is stopped. At this time, the cathode electrode and the loop-shaped pipe, or the cathode electrode and the cathode side connecting pipe are filled with the raw material water, while the anode water is supplied to the anode electrode at any time. Will continue. As described above, the cathode electrode and the loop-shaped pipe, or the cathode electrode and the cathode side connection pipe are filled with the raw material water, so that ozone water can be generated without discharging from the cathode electrode side to the outside of the apparatus. it can. Therefore, wastewater treatment is unnecessary, and the apparatus can be reduced in size and extended in life.
本発明のオゾン水製造装置は、ケーシング内の陽極電極と陰極電極との間に陽イオン交換膜が設けられてなる触媒電極を備え、前記陽極電極及び前記陰極電極に原料水を供給するとともに、前記陽極電極と前記陰極電極との間に直流電圧を印加することによって、オゾン水を製造するオゾン水製造装置であって、原料水を供給する原料水供給源と、前記原料水供給源と前記ケーシングの陽極電極側とを接続し、前記原料水供給源からの原料水を前記陽極電極に供給する陽極側供給管と、前記ケーシングの陽極電極側に設けられて、前記陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、前記陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、前記ケーシングの陰極電極側に設けられて、前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に供給された原料水を排出し、再度、前記陰極電極に供給するループ状配管と、を備え、前記陽極側供給管から前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記ループ状配管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、前記陰極側供給手段による前記陰極電極への原料水の供給が停止されることを特徴とする。
この特徴は、請求項1から請求項9までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
The ozone water production apparatus of the present invention includes a catalyst electrode in which a cation exchange membrane is provided between an anode electrode and a cathode electrode in a casing, and supplies raw water to the anode electrode and the cathode electrode, An ozone water production apparatus for producing ozone water by applying a DC voltage between the anode electrode and the cathode electrode, the raw water supply source for supplying raw water, the raw water supply source, An anode side supply pipe that connects the anode electrode side of the casing and supplies the source water from the source water supply source to the anode electrode, and is provided on the anode electrode side of the casing, and the source water is supplied to the anode electrode. An ozone water discharge pipe for discharging ozone water produced by being supplied, a cathode side supply means for supplying a part of the raw material water flowing in the anode side supply pipe to the cathode electrode, and a cathode of the casing A loop-shaped pipe that is provided on the pole side, discharges the raw water supplied to the cathode electrode by the cathode-side supply means, and supplies the cathode water to the cathode electrode again, from the anode-side supply pipe to the cathode When the raw water is supplied to the cathode electrode by the side supply means and the pressure in the loop-shaped pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, the cathode by the cathode side supply means The supply of the raw material water to the electrode is stopped.
This feature is a technical feature common to the inventions according to
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記陰極側供給手段が、前記陽イオン交換膜に形成されて、前記陽極電極に供給された原料水を前記陰極電極側に通過させる穴部であることが好ましい。陽イオン交換膜に穴部を形成することによって、配管等を設けずに、簡易に陽極電極側から陰極電極側へ原料水を供給することができ、装置の小型化を図ることができる。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effects of the present invention, the cathode side supply means is formed on the cation exchange membrane and passes raw water supplied to the anode electrode to the cathode electrode side. It is preferable that it is a hole to be made. By forming a hole in the cation exchange membrane, raw water can be easily supplied from the anode electrode side to the cathode electrode side without providing piping or the like, and the apparatus can be downsized.
また、前記陰極電極に、前記穴部を介して前記原料水とともに、前記陽極電極側で発生した酸素ガスが供給されるので、陰極電極側で発生した水素ガスが、穴部から供給された酸素ガスによって水(H2O)に戻る。そのため、水素ガスによる電気反応が阻害されることなく、オゾン水を高効率で生成することができる。 Further, since the oxygen gas generated on the anode electrode side is supplied to the cathode electrode together with the raw water through the hole, the hydrogen gas generated on the cathode electrode side is supplied with oxygen supplied from the hole. Return to water (H 2 O) by gas. Therefore, ozone water can be generated with high efficiency without hindering the electric reaction by hydrogen gas.
また、前記穴部の直径が、0.5〜10mmの範囲内であることが、原料水が酸素ガスを陰極電極側に効率よく供給することができる点で好ましい。 Moreover, it is preferable that the diameter of the hole is in the range of 0.5 to 10 mm in that the raw material water can efficiently supply oxygen gas to the cathode electrode side.
また、前記陰極側供給手段が、前記陽極側供給管から分岐して前記ループ状配管に接続される陰極側供給管であることが、陽イオン交換膜の穴加工がいらなくなる点で好ましい。 Moreover, it is preferable that the cathode side supply means is a cathode side supply pipe branched from the anode side supply pipe and connected to the loop-shaped pipe from the viewpoint that the hole processing of the cation exchange membrane is not required.
本発明の他のオゾン水製造装置は、ケーシング内の陽極電極と陰極電極との間に陽イオン交換膜が設けられてなる触媒電極を備え、前記陽極電極及び前記陰極電極に原料水を供給するとともに、前記陽極電極と前記陰極電極との間に直流電圧を印加することによって、オゾン水を製造するオゾン水製造装置であって、原料水を供給する原料水供給源と、前記原料水供給源と前記ケーシングの陽極電極側とを接続し、前記原料水供給源からの原料水を前記陽極電極に供給する陽極側供給管と、前記ケーシングの前記陽極電極側に設けられて、前記陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、前記陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、前記ケーシングの陰極電極側と前記原料水供給源とを接続し、前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に供給された原料水を排出した後に、前記原料水供給源に戻す陰極側接続管と、を備え、前記陽極側供給管から前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記陰極側接続管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、前記陰極側供給手段による前記陰極電極への原料水の供給が停止されることを特徴とする。 Another ozone water production apparatus of the present invention includes a catalyst electrode in which a cation exchange membrane is provided between an anode electrode and a cathode electrode in a casing, and supplies raw water to the anode electrode and the cathode electrode. And an ozone water production apparatus for producing ozone water by applying a DC voltage between the anode electrode and the cathode electrode, the raw water supply source for supplying raw water, and the raw water supply source Are connected to the anode electrode side of the casing, the anode side supply pipe for supplying raw water from the raw water supply source to the anode electrode, the anode electrode side of the casing, and the anode electrode An ozone water discharge pipe for discharging ozone water produced by supplying raw material water, a cathode side supply means for supplying a part of the raw material water flowing in the anode side supply pipe to a cathode electrode, and the casein A cathode-side connecting pipe that connects the cathode electrode side of the cathode electrode and the source water supply source, discharges the source water supplied to the cathode electrode by the cathode side supply means, and then returns the source water to the source water supply source. The raw material water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and the pressure in the cathode side connection pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed. The supply of raw material water to the cathode electrode by the cathode side supply means is stopped.
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
[第1の実施形態]
図1は、本発明のオゾン水製造装置の概略を模式的に示した側断面図である。
オゾン水製造装置100は、原料水が供給されるケーシング1内に触媒電極2を配置して構成したものである。
触媒電極2は、陽イオン交換膜21と、陽イオン交換膜21の一方の面に圧接された陽極電極22と、他方の面に圧接された陰極電極23と、を備えている。そして、触媒電極2の陽極電極22と陰極電極23間に直流電圧を印加することによって陽極電極22側にオゾンガスを発生させて、そのオゾンガスを原料水に溶解させることによりオゾン水を生成する装置であり、本発明は、直接電解式のオゾン水製造装置である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side sectional view schematically showing an outline of the ozone water production apparatus of the present invention.
The ozone
The
ケーシング1は、互いに対向配置された第1筐体13及び第2筐体14から構成されている。
第1筐体13及び第2筐体14は、板状をなし、互いに対向する対向面に凹部131,141が形成されている。これら第1筐体13及び第2筐体14の凹部131,141同士を互いに対向させることによって、収容室3が形成されている。収容室3には、触媒電極2が収容されている。
The
The
第1筐体13の下端部には、収容室3内の陽極電極22に原料水を供給するための陽極側供給流路11aが形成され、第1筐体13の上端部には、陽極電極22で生成されたオゾン水を排出するための陽極側排出流路12aが形成されている。
陽極側供給流路11aには、陽極側供給管31が接続され、陽極側排出流路12aには、陽極側排出管32が接続されている。
一方、第2筐体14の下端部には、後述する陽イオン交換膜21の穴部5(陰極側供給手段)を介して収容室3内の陰極電極23に供給された原料水を排出するための陰極側排出流路12bが形成され、第2筐体14の上端部には、陰極側排出流路12bから排出された原料水を、再度、収容室3内の陰極電極23に供給するための陰極側供給流路11bが形成されている。
陰極側排出流路12bと陰極側供給流路11bとは、ループ状配管40によって接続されている。
An anode
An anode
On the other hand, the raw material water supplied to the
The cathode
第1筐体13と第2筐体14の対向面間には、陽イオン交換膜21が狭持されている。すなわち、陽イオン交換膜21の外周が第1筐体13及び第2筐体14によって狭持されて固定されている。
陽イオン交換膜21の第1筐体13側の面には、陽極電極22が設けられ、第2筐体14側の面には陰極電極23が設けられている。さらに、陽極電極22の陽イオン交換膜21と反対側の面には、保持板15が配置され、陰極電極23の陽イオン交換膜21と反対側の面にも、保持板16が配置されている。保持板15は、第1筐体13の凹部131に嵌め込まれ、保持板16は、第2筐体14の凹部141に嵌め込まれている。
そして、第1筐体13に嵌め込まれた保持板15と、第2筐体14に嵌め込まれた保持板16によって、陽極電極22、陰極電極23及び陽イオン交換膜21が適度に圧接されている。
このようにして陽イオン交換膜21によって収容室3内が、陽極電極22側と陰極電極23側とに分割されている。
A
An
The
In this way, the interior of the
本発明に係る陽イオン交換膜21は、陽極電極22に供給された原料水を陰極電極23側に通過させる穴部5が形成されていることを特徴とする。
穴部5は、直径が0.5〜10mmの範囲内に形成されていることが好ましく、より好ましくは、0.5〜1.0mmの範囲内である。また、穴部5の形状は、例えば、円形とすることが加工が容易な点で好ましい。
また、穴部5は、陽イオン交換膜21のうち、陽極側供給流路11aと陰極側排出流路12bの近傍、すなわち、図1では陽イオン交換膜21の下端部に形成されていることが、原料水を陰極電極23側に効率よく供給することができる点で好ましい。さらに、穴部5は、陽イオン交換膜21に複数個所形成されていることが、陰極電極23側への原料水供給量が多くなる点で好ましい。
なお、穴部5以外の箇所から、原料水が陽極電極22側から陰極電極23側へと通過しないようになっており、原料水及びオゾン水が、第1筐体13及び第2筐体14の対向面間から外部に漏れないように密閉されている。
The
The
The
Note that the raw water does not pass from the
原料水は、陽極側供給管31から陽極側供給流路11aを介して陽極電極22に供給され、陽極側供給流路11aから陽極側排出流路12aへと水流が発生している。また、穴部5を介して陰極電極23に供給され、陰極側排出流路12bから、ループ状配管40を介して、再度、陰極側供給流路11bから陰極電極23へと水流が発生している。
すなわち、陽極側供給流路11aから供給された原料水は、収容室3内においてそれぞれ陽極電極22に連続的に接触し、穴部5を介して陰極電極23側に供給された原料水は、ループ状配管40を介して陰極電極23に連続的に接触するようになっている。
The raw material water is supplied from the anode
That is, the raw material water supplied from the anode-
次に、触媒電極2について詳細に説明する。
陽イオン交換膜21としては、従来公知のものを使用することができ、発生するオゾンに耐久性の強いフッ素系陽イオン交換膜を使用することができ、例えば厚さ100〜300μmの範囲内が好ましい。
そして、陽イオン交換膜21は、上述のような穴部5が形成されていることを特徴とする。
Next, the
As the
The
陽極電極22としては、オゾン発生触媒機能を有する材料を使用する。具体的には、安定性が良い点で、白金、金又はその被覆金属を使用することが好ましく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用することが、製造コストを安価に抑えることができる点で好ましい。また、シリコンウェハにダイヤモンドを成膜したものを使用しても良い。
ダイヤモンド成膜は、例えば、プラズマCVD法や熱フェラメントCVD法によって成膜することができる。
また、陽極電極22は、陽イオン交換膜21を全面的に覆い隠すように密着されるものではなく、多数の通孔を設けて、陽イオン交換膜21に接触部と非接触部とを有して重ねられていることが好ましい。すなわち、陽極電極22はグレーチング状又はパンチングメタル状とすることが好ましい。なお、図1では陽極電極22がグレーチング状の場合を示している。具体的に、グレーチング状とは線材を溶接した格子状で、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。
As the
The diamond film can be formed by, for example, a plasma CVD method or a thermal fermentation CVD method.
Further, the
このようにグレーチング状の陽極電極22とすることによって、陽極電極22を構成する部材の交点部位が尖って外面に突出し、水流と接触して渦流を生じ、陽極電極22で発生したオゾンの微泡を巻き込んで溶解を早めることができる。
By forming the grating-
陰極電極23としては、オゾン発生触媒機能を有する金属を使用する。具体的には、安定性が良い点で、白金、金又はその被覆金属を使用することが好ましく、特にチタンに白金を被覆した金属を使用すると製造コストを安価に抑えることができる。また、シリコンウェハにダイヤモンド成膜したものを使用しても良い。
ダイヤモンド成膜は、上述と同様にプラズマCVD法や熱フェラメントCVD法によって成膜することができる。
また、陰極電極23も陽極電極22と同様にグレーチング状とすることが好ましく、特に、陰極電極部23は陽極電極22よりも目の粗さが粗くなるように形成されていることが好ましい。
As the
Diamond film formation can be performed by plasma CVD method or thermal fermentation CVD method as described above.
The
以上の陽イオン交換膜21、陽極電極22及び陰極電極23は平板状に形成されて触媒電極2とされている。触媒電極2はケーシング1内の保持板15,16で圧接保持されている。
また、陽極電極22と陰極電極23との間には、電源装置80の出力端が電気的に連結され、直流電圧が印加されるように構成されている。すなわち、陽極電極22及び陰極電極23は、各電極22,23に導線24を介して電源装置80に連結されている。印加する直流電圧は、例えば、6〜15ボルトの範囲内が好ましい。
The
Further, the output terminal of the
なお、陽極側供給管31の上流端は、原料水供給源60に接続されている。
原料水供給源60としては、原料水が貯留されたタンク及びタンクに接続された低吐出圧の小型ポンプ等からなるものが挙げられる。原料水としては、水道水、純水又はRO水等を使用することができる。
本発明でいう純水とは、導電率が0.5〜5μS/cmの範囲内のものをいい、RO水とは、導電率が3〜8μS/cm程度のものをいう。
The upstream end of the anode
Examples of the raw
In the present invention, pure water means that having a conductivity in the range of 0.5 to 5 μS / cm, and RO water means that in which the conductivity is about 3 to 8 μS / cm.
また、図示しないが、陽極側排出管32と陽極側供給管31とを配管で接続してループ状にして循環させてもよい。このようにループ状にすることで、オゾン水による配管洗浄を行うことができる。
In addition, although not shown, the anode
陽極側排出管32の下流側には、陽極電極22側で生成されたオゾン水の濃度を検出する濃度検出センサ90が設けられている。
なお、上述のように陽極側排出管32と陽極側供給管31とを配管で接続してループ状にした場合は、陽極側排出管32の下流側直ぐの位置に限らず、陽極側供給管31の上流側直ぐの位置に設けてもよく、ループ状の配管のいずれに設けてもよく、複数個所に設けてもよい。
A
When the anode-
濃度検出センサ90は、検出電極(図示しない)と、比較電極(図示しない)と、これら検出電極及び比較電極の一方の端部に結線して電流値を測定する電流計(図示しない)等から構成されている。濃度検出センサ90は、比較電極及び検出電極をオゾン水に浸すことによって発生する起電力からオゾン水のオゾン濃度に対応した電流値を得るガルバニ式の濃度検出センサである。
電流計は、オゾン水製造装置100の制御部70に電気的に接続されており、電流計で測定された出力値が制御部70に出力されるようになっている。
検出電極としては、例えば白金や金等からなる電極を使用し、比較電極としては銀や塩化銀を使用することが好ましい。
このような検出電極及び比較電極は、陽極側排出管32を流れるオゾン水に接触するようになっている。そして、検出電極及び比較電極がオゾン水に接触することで、検出電極のオゾン濃度変化による電流値を検出して濃度を測定する。
The
The ammeter is electrically connected to the
As the detection electrode, it is preferable to use, for example, an electrode made of platinum or gold, and as the comparison electrode, silver or silver chloride is used.
Such a detection electrode and a comparison electrode are in contact with ozone water flowing through the anode
制御部70は、濃度検出センサ90で測定した濃度が、予め設定した設定濃度と一致するように電源装置80の電力量を制御する。
The
次に、上述の構成からなるオゾン水製造装置100を使用してオゾン水を生成する方法について説明する。
まず、原料水供給源60から原料水を陽極側供給管31に流して、ケーシング1内に供給する。ケーシング1内に供給された原料水は、陽極電極22に連続接触するとともに、陽イオン交換膜21に形成された穴部5を通過して陰極電極23に連続接触する。
同時に、電源装置80を駆動させることによって、陽極電極22及び陰極電極23間に所定の電圧を印加する。この通電により原料水が電気分解されて、原料水中の水素が陽極電極22側から陽イオン交換膜21中を通過して陰極電極23側へと加速して移動する。その結果、陽極電極22側にはオゾンガス及び酸素ガスが発生し、陰極電極23側には水素ガスが発生する。
Next, a method for generating ozone water using the ozone
First, raw water is supplied from the raw
At the same time, a predetermined voltage is applied between the
ここで、陽極電極22側では原料水は、わずかな陽極電極22の凹凸によって流れの方向が複雑に変わり渦流となる。そのため、陽極電極22側では、発生したオゾンガスをいち早く水中に取り込んで溶解させることによってオゾン水を生成し、陽極電極22と陽イオン交換膜21との間(正確には陽極電極22と陰極電極23との間)に電流が多く流れる状態を確保することになる。
このようにしてオゾン水が生成されると、オゾン水は陽極側排出流路12aを介して陽極側排出管32へと排出される。
Here, on the
When the ozone water is generated in this way, the ozone water is discharged to the anode
一方、陰極電極23側で発生した水素ガスは、陽極電極22側で発生した酸素ガスが、穴部5を通過して陰極電極23側に移動し、移動してきた酸素ガスと反応して水(H2O)が生成される。そして、生成された水は、陰極側排出流路12bを介してループ状配管40を流れる。ループ状配管40を流れた水は、再び、陰極側供給流路11bを介して陰極電極23に接触し、陰極側排出流路12bを介してループ状配管40を流れる。ループ状配管40内は、図1に示す矢印方向に沿って流れるようになっている。
そして、所定時間経過後で、ループ状配管40内の圧力が陽極側供給管31内の圧力よりも高くなったときに、穴部5から陰極電極23へ原料水が流れなくなり、陰極電極23への原料水の新たな供給が停止される。すなわち、ループ状配管50内及び陰極電極23には、常時、原料水又は酸素ガスと水素ガスによって生成された水が満たされた状態となる。
On the other hand, the hydrogen gas generated on the
Then, when the pressure in the loop-shaped
また、通電中に、濃度検出センサ90によってオゾン濃度が測定される。そして、測定されたオゾン水の濃度が制御部70に出力され、制御部70は、出力された測定濃度が、予め設定された濃度となるように、電源装置80の出力調整を行うことによって、陽極電極32及び陰極電極33間の印加電圧が制御される。このようにして、生成されたオゾン水の濃度が設定濃度に維持され、濃度低下を防止し、高濃度のオゾン水を安定して生成することができる。
Further, the ozone concentration is measured by the
以上、本実施形態のオゾン水製造装置100によれば、陽極側供給管31から陽イオン交換膜21に形成された穴部5を通過して陰極電極23に原料水が供給され、所定時間経過後でループ状配管40内の圧力が陽極側供給管31内の圧力よりも高くなったときに、陽極電極22側から陰極電極23側への原料水の供給が停止される。このとき陰極電極23及びループ状配管40内は、原料水で満たされた状態となり、一方、陽極電極22には随時、原料水が供給されるので、オゾン水の生成が継続されることになる。このように、陰極電極23及びループ状配管40内は原料水に満たされた状態で、陰極電極23側から装置外へ排出しなくともオゾン水を生成することができる。よって、排水処理が不要で、装置の小型化及び長寿命化を図ることができる。
また、陰極電極23に、穴部5を介して原料水とともに、陽極電極22側で発生した酸素ガスが供給されるので、陰極電極23側で発生した水素ガスが、穴部5から供給された酸素ガスによって水(H2O)に戻る。そのため、水素ガスによる電気反応が阻害されることなく、オゾン水を高効率で生成することができる。
As described above, according to the ozone
Further, since the oxygen gas generated on the
[第2の実施形態]
図2は、本発明のオゾン水製造装置の概略を模式的に示した側断面図である。
上記第1の実施形態では、陰極側供給手段として、陽イオン交換膜21に形成された穴部5を挙げたが、第2の実施形態では、陰極側供給手段が、陽極側供給管31Aから分岐してループ状配管40Aに接続される陰極側供給管33Aである。
具体的に、陰極側供給管33Aの上流端は、陽極側供給管31Aの陽極側供給流路11aAよりも上流側で接続されており、下流端は、ループ状配管40Aに接続されている。
なお、その他の構成は、第1の実施形態と同様のため、同様の構成部分には同様の数字に「A」を付して、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a side sectional view schematically showing the outline of the ozone water production apparatus of the present invention.
In the first embodiment, the
Specifically, the upstream end of the cathode
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same numerals are given to the same components, and the description thereof is omitted.
このようなオゾン水製造装置100Aを使用してオゾン水を生成する方法について説明する。
まず、原料水供給源60Aから原料水を陽極側供給管31Aに流して、ケーシング1A内に供給する。ケーシング1A内に供給された原料水は、陽極電極22Aに連続接触する。また、陽極側供給管31Aを流れる原料水は、陰極側供給管33Aにも流れて、さらにループ状配管40Aを流れ、陰極側供給流路11bAを介して陰極電極23Aに連続接触する。ループ状配管40A内は、図2に示す矢印方向に沿って流れるようになっている。
同時に、電源装置80Aを駆動させることによって、陽極電極22A及び陰極電極23A間に所定の電圧を印加する。この通電により原料水が電気分解されて、陽極電極22A側にオゾンガス及び酸素ガスが発生し、陰極電極23A側には水素ガスが発生する。
オゾンガスは水中に取り込まれてオゾン水が生成され、オゾン水は陽極側排出流路12aAを介して陽極側排出管32Aへと排出される。
A method of generating ozone water using such an ozone
First, raw water is supplied from the raw
At the same time, a predetermined voltage is applied between the
The ozone gas is taken into the water to generate ozone water, and the ozone water is discharged to the anode
一方、陰極電極23A側で発生した水素ガスは、陽極電極22A側で発生した酸素ガスが、陰極側供給管33A及びループ状配管40Aを介して陰極電極23A側に移動し、移動してきた酸素ガスと反応して水(H2O)が生成される。そして、生成された水は、陰極側排出流路12bAを介してループ状配管40Aを流れる。ループ状配管40Aを流れた水は、再び、陰極側供給流路11bAを介して陰極電極23Aに接触し、陰極側排出流路12bAを介してループ状配管40Aを流れる。ループ状配管40A内は、図2に示す矢印方向に沿って流れるようになっている。
そして、所定時間経過後で、ループ状配管40A内の圧力が陽極側供給管31A内の圧力よりも高くなったときに、陽極側供給管31Aから陰極側供給管33Aへ原料水が流れなくなり、陰極電極23Aへの原料水の新たな供給が停止される。すなわち、陰極側供給管33A、ループ状配管40A内及び陰極電極23Aには、常時、原料水又は酸素ガスと水素ガスによって生成された水が満たされた状態となる。
On the other hand, the hydrogen gas generated on the
After a predetermined time has elapsed, when the pressure in the loop-shaped
以上、本実施形態のオゾン水製造装置100Aによれば、陽極側供給管31Aから陰極側供給管33Aを介して陰極電極23Aに原料水が供給され、所定時間経過後でループ状配管40A内の圧力が陽極側供給管31A内の圧力よりも高くなったときに、陽極電極22A側から陰極電極23A側への原料水の供給が停止される。このとき陰極電極23A及びループ状配管40A内は、原料水で満たされた状態となり、一方、陽極電極22Aには随時、原料水が供給されるので、オゾン水の生成が継続されることになる。このように、陰極電極23A及びループ状配管40A内は原料水に満たされた状態で、陰極電極23側から装置外へ排出しなくともオゾン水を生成することができる。よって、排水処理が不要で、装置の小型化及び長寿命化を図ることができる。
また、陽極側供給管31Aと陰極側供給管33Aとが連結しているので、陽極電極22A側で発生した酸素ガスが陰極側供給管33A及びループ状配管40Aを介して、陰極電極23A側に供給され、これによって陰極電極23A側で発生した水素ガスが酸素ガスによって水(H2O)に戻る。そのため、水素ガスによる電気反応が阻害されることなく、オゾン水を高効率で生成することができる。
As described above, according to the ozone
Further, since the anode
[第3の実施形態]
図3は、本発明のオゾン水製造装置の概略を模式的に示した側断面図である。
第3の実施形態では、上記第1の実施形態と同様に、陰極側供給手段として、陽イオン交換膜21Bに形成された穴部5Bが形成されているが、ループ状配管40は設けられておらず、代わりに、ケーシング1Bの陰極電極23B側と原料水供給源60Bとを接続する陰極側接続管41Bが設けられている。
具体的に、第1の実施形態において、第2筐体14の上端部に形成された陰極側供給流路11bが、第3の実施形態では陰極側排出流路12bBとなっており、第1の実施形態において、第2筐体14の下端部に形成された陰極側排出流路12bが閉塞された状態となっている。そして、陰極側排出流路12bBと、原料水供給源60Bとを接続する陰極側接続管41Bが設けられている。
なお、その他の構成は、第1の実施形態と同様のため、同様の構成部分には同様の数字に「B」を付して、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a side sectional view schematically showing the outline of the ozone water production apparatus of the present invention.
In the third embodiment, as in the first embodiment, the
Specifically, in the first embodiment, the cathode-
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same numerals are given to the same components, and the description thereof is omitted.
このようなオゾン水製造装置100Bを使用してオゾン水を生成する方法について説明する。
まず、原料水供給源60Bから原料水を陽極側供給管31Bに流して、ケーシング1B内に供給する。ケーシング1B内に供給された原料水は、陽極電極22Bに連続接触するとともに、陽イオン交換膜21Bに形成された穴部5Bを通過して陰極電極23Bに連続接触する。
同時に、電源装置80Bを駆動させることによって、陽極電極22B及び陰極電極23B間に所定の電圧を印加する。この通電により原料水が電気分解されて、陽極電極22B側にはオゾンガス及び酸素ガスが発生し、陰極電極23B側には水素ガスが発生する。
A method of generating ozone water using such an ozone
First, raw water is supplied from the raw
At the same time, a predetermined voltage is applied between the
オゾンガスは水中に取り込まれてオゾン水が生成され、オゾン水は陽極側排出流路12aBを介して陽極側排出管32Bへと排出される。
The ozone gas is taken into the water to generate ozone water, and the ozone water is discharged to the anode
一方、陰極電極23B側で発生した水素ガスは、陽極電極22B側で発生した酸素ガスが、穴部5Bを通過して陰極電極23B側に移動し、移動してきた酸素ガスと反応して水(H2O)が生成される。そして、生成された水は、陰極側排出流路12bBを介して陰極側接続管41Bを流れる。陰極側排出管41Bを流れた水は、原料水供給源60Bに戻されて、再び、陽極側供給管31B及び穴部5Bを介して陰極電極23Bに接触し、陰極側排出流路12bBを介して陰極側接続管41Bを流れる。陰極側接続管41B内は、図3に示す矢印方向に沿って流れるようになっている。
そして、所定時間経過後で、陰極側接続管41B内の圧力が陽極側供給管31B内の圧力よりも高くなったときに、穴部5Bから陰極電極23Bへ原料水が流れなくなり、陰極電極23Bへの原料水の新たな供給が停止される。すなわち、陰極側接続管41B内及び陰極電極23Bには、常時、原料水又は酸素ガスと水素ガスによって生成された水が満たされた状態となる。
On the other hand, the hydrogen gas generated on the
Then, when the pressure in the cathode
以上、本実施形態のオゾン水製造装置100Bによれば、陽極側供給管31Bから穴部5Bを介して陰極電極23Bに原料水が供給され、所定時間経過後で陰極側接続管41B内の圧力が陽極側供給管31B内の圧力よりも高くなったときに、陽極電極22B側から陰極電極23B側への原料水の供給が停止される。このとき陰極電極23B及び陰極側接続管41B内は、原料水で満たされた状態となり、一方、陽極電極22Bには随時、原料水が供給されるので、オゾン水の生成が継続されることになる。このように、陰極電極23B及び陰極側接続管41B内は原料水に満たされた状態で、陰極電極23B側から装置外に排出しなくともオゾン水を生成することができる。よって、排水処理が不要で、装置の小型化及び長寿命化を図ることができる。
また、陰極電極23Bに、穴部5Bを介して原料水とともに、陽極電極22B側で発生した酸素ガスが供給されるので、陰極電極23B側で発生した水素ガスが、穴部5Bから供給された酸素ガスによって水(H2O)に戻る。そのため、水素ガスによる電気反応が阻害されることなく、オゾン水を高効率で生成することができる。
As described above, according to the ozone
Further, since the oxygen gas generated on the
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
下記に示す実施例1〜3のオゾン水製造装置を使用して、下記の条件下で、10回オゾン水を製造し、製造したオゾン水のオゾン濃度を下記表1に示した。
原料水:水道水
原料水の水温:18.6℃
気温:18.6℃
原料水の導電率:265μS/cm
原料水の流量:1L/min
原料水の吐水量:180ml
オゾン濃度計:OZ−20(東亜ディーケーケー社製)
陽極電極厚さ:2mm
陰極電極厚さ:2mm
陽イオン交換膜:ナフィオン膜
なお、陽極電極及び陰極電極間に印加した直流電圧値は、8.0Vとした。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
Using the ozone water production apparatus of Examples 1 to 3 shown below, ozone water was produced 10 times under the following conditions, and the ozone concentration of the produced ozone water is shown in Table 1 below.
Raw water: tap water Water temperature of raw water: 18.6 ° C
Temperature: 18.6 ° C
Raw material water conductivity: 265 μS / cm
Raw material water flow: 1 L / min
Raw water discharge: 180ml
Ozone concentration meter: OZ-20 (manufactured by TOA DK Corporation)
Anode electrode thickness: 2mm
Cathode electrode thickness: 2mm
Cation exchange membrane: Nafion membrane The DC voltage applied between the anode electrode and the cathode electrode was 8.0V.
<実施例1>
図1に示すように、穴部5が形成された陽イオン交換膜21を備えたオゾン水製造装置100を使用した。
<Example 1>
As shown in FIG. 1, an ozone
<実施例2>
図2に示すように、陽極側供給管31Aから分岐してループ状配管40Aに接続される陰極側供給管33Aを備えたオゾン水製造装置100Aを使用した。
<Example 2>
As shown in FIG. 2, an ozone
<実施例3>
図4に示すように、陰極電極23C側の原料水を排水する陰極側排水管34Cを備えたオゾン水製造装置100Cを使用した。
<Example 3>
As shown in FIG. 4, an ozone
表1に示した結果から明らかなように、本発明のオゾン水製造装置を使用した場合、陰極電極側から装置外へ排水処理をしなくとも、従来の排水処理する場合と同程度の高濃度のオゾン水を生成することができる。その結果、装置の小型化及び長寿命化を図ることができる。
なお、実施例1及び2において、オゾン水生成開始後、ループ状配管を瞬時に取り外してビーカーに移してポータブル溶存水素計(ENH-1000:株式会社トラストレックス製)を浸漬させて溶存水素濃度を計測したところ、いずれも0ppbであった。このことから、陰極電極側で発生した水素ガスは、すぐに陽極側から移動した酸素ガスと反応して、水に戻ることが認められる。
As is apparent from the results shown in Table 1, when the ozone water production apparatus of the present invention is used, the concentration is as high as in the case of conventional wastewater treatment without draining from the cathode electrode to the outside of the apparatus. Of ozone water. As a result, it is possible to reduce the size and life of the device.
In Examples 1 and 2, after the generation of ozone water was started, the looped pipe was instantly removed, transferred to a beaker, and a dissolved dissolved hydrogen meter (ENH-1000: manufactured by Trustrex Co., Ltd.) was immersed in the dissolved hydrogen concentration. When measured, all were 0 ppb. From this, it is recognized that the hydrogen gas generated on the cathode electrode side immediately reacts with the oxygen gas moved from the anode side and returns to water.
1,1A,1B ケーシング
2,2A,2B 触媒電極
3,3A,3B 収容室
5,5B 穴部
11a,11aA,11aB 陽極側供給流路
11b,11bA 陰極側供給流路
12a,12aA,12aB 陽極側排出流路
12b,12bA,12bB 陰極側排出流路
13,13A,13B 第1筐体
14,14A,14B 第2筐体
15,15A,15B,16,16A,16B 保持板
21,21A,21B 陽イオン交換膜
22,22A,22B 陽極電極
23,23A,23B 陰極電極
24,24A,24B 導線
31,31A,31B 陽極側供給管
32,32A,32B 陽極側排出管
33A 陰極側供給管
40,40A ループ状配管
41B 陰極側接続管
60,60A,60B 原料水供給源
70,70A,70B 制御部
80,80A,80B 電源装置
90,90A,90B 濃度検出センサ
100,100A、100B オゾン水製造装置
131,131A,131B,141,141A,141B 凹部
1, 1A,
Claims (9)
原料水を供給する原料水供給源と、
前記原料水供給源と前記ケーシングの陽極電極側とを接続し、前記原料水供給源からの原料水を前記陽極電極に供給する陽極側供給管と、
前記ケーシングの陽極電極側に設けられて、前記陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、
前記陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、
前記ケーシングの陰極電極側に設けられて、前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に供給された原料水を排出し、再度、前記陰極電極に供給するループ状配管と、を備え、
前記陽極側供給管から前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記ループ状配管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、前記陰極側供給手段による前記陰極電極への原料水の供給が停止されることを特徴とするオゾン水製造装置。 A catalyst electrode having a cation exchange membrane provided between an anode electrode and a cathode electrode in a casing is provided, and raw water is supplied to the anode electrode and the cathode electrode, and the anode electrode and the cathode electrode An ozone water production apparatus for producing ozone water by applying a direct current voltage between,
Raw water supply source for supplying raw water,
An anode-side supply pipe for connecting the raw water supply source and the anode electrode side of the casing, and supplying raw water from the raw water supply source to the anode electrode;
An ozone water discharge pipe that is provided on the anode electrode side of the casing and discharges ozone water produced by supplying raw water to the anode electrode;
A cathode-side supply means in which a part of the raw material water flowing in the anode-side supply pipe is supplied to the cathode electrode;
A loop-shaped pipe provided on the cathode electrode side of the casing, for discharging the raw water supplied to the cathode electrode by the cathode-side supply means, and again supplying the cathode electrode,
When raw water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and the pressure in the loop-shaped pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, The ozone water production apparatus, wherein the supply of raw material water to the cathode electrode by the cathode side supply means is stopped.
原料水を供給する原料水供給源と、
前記原料水供給源と前記ケーシングの陽極電極側とを接続し、前記原料水供給源からの原料水を前記陽極電極に供給する陽極側供給管と、
前記ケーシングの前記陽極電極側に設けられて、前記陽極電極に原料水が供給されることによって製造されたオゾン水を排出するオゾン水排出管と、
前記陽極側供給管内を流れる原料水の一部が、陰極電極に供給される陰極側供給手段と、
前記ケーシングの陰極電極側と前記原料水供給源とを接続し、前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に供給された原料水を排出した後に、前記原料水供給源に戻す陰極側接続管と、を備え、
前記陽極側供給管から前記陰極側供給手段によって前記陰極電極に原料水が供給され、所定時間経過後で前記陰極側接続管内の圧力が前記陽極側供給管内の圧力よりも高くなったときに、前記陰極側供給手段による前記陰極電極への原料水の供給が停止されることを特徴とするオゾン水製造装置。 A catalyst electrode having a cation exchange membrane provided between an anode electrode and a cathode electrode in a casing is provided, and raw water is supplied to the anode electrode and the cathode electrode, and the anode electrode and the cathode electrode An ozone water production apparatus for producing ozone water by applying a direct current voltage between,
Raw water supply source for supplying raw water,
An anode-side supply pipe for connecting the raw water supply source and the anode electrode side of the casing, and supplying raw water from the raw water supply source to the anode electrode;
An ozone water discharge pipe that is provided on the anode electrode side of the casing and discharges ozone water produced by supplying raw water to the anode electrode;
A cathode-side supply means in which a part of the raw material water flowing in the anode-side supply pipe is supplied to the cathode electrode;
Connecting the cathode electrode side of the casing and the raw water supply source, and after discharging the raw water supplied to the cathode electrode by the negative electrode side supply means, a cathode side connection pipe returning to the raw water supply source; With
Raw material water is supplied from the anode side supply pipe to the cathode electrode by the cathode side supply means, and when the pressure in the cathode side connection pipe becomes higher than the pressure in the anode side supply pipe after a predetermined time has elapsed, The ozone water production apparatus, wherein the supply of raw material water to the cathode electrode by the cathode side supply means is stopped.
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