TW201902833A - 電解水生成裝置 - Google Patents
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Abstract
提供一種能夠低成本地將電解氫水用於稻作、水耕栽培的電解水生成裝置。電解水生成裝置（1）具備電解單元（2）和光發電裝置（31），電解單元（2）具有極性彼此不同的陽極供電體以及陰極供電體，並對水進行電解；光發電裝置（31）接受光而發電，並向陽極供電體以及陰極供電體供給電流。電解單元（2）還具有配置於陽極供電體與陰極供電體之間的固體高分子膜，電解單元（2）被投入到用於植物栽培的水中，向水中放出由陽極供電體生成的陽極電解水和由陰極供電體生成的電解水。陽極供電體與陰極供電體之間配置有固體高分子膜。
Description
本發明涉及一種通過對水進行電解來生成電解氫水的電解水生成裝置。
公知有能夠對水進行電解並生成溶有氫分子的還原性的電解氫水的電解水生成裝置。電解氫水因適合於去除活性氧而受到關注。
另一方面，在農業領域，電解氫水的利用也得到了深入的研究，並提出了各種建議（例如，參照專利文獻1）。
但是，在將電解水用於稻作的情況下，需要從電解水生成裝置鋪設軟管等到水田，並且需要用泵等壓送電解氫水，存在設備變得大型化且電費等運營費增加的問題。另外，近年來，在水槽等的水中栽培植物的水耕栽培也廣泛實施，即使在這種水耕栽培中，也具有與上述同樣的問題。
另外，在陽極側的電解室生成的電解水經由排水通道而排出，在水的有效利用這一點還存在改良的餘地。 現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2017-042692號公報
發明所要解決的課題
本發明是鑒於上述的實際情況而做出的，主要目的在於提供一種能夠低成本地將電解水用於稻作、水耕栽培的電解水生成裝置。 用於解決課題的技術方案
本發明的電解水生成裝置具備：電解單元，具有極性彼此不同的陽極供電體以及陰極供電體，並對水進行電解；以及光發電裝置，接受光而發電，並向所述陽極供電體以及所述陰極供電體供給電流，所述電解單元還具有配置於所述陽極供電體與所述陰極供電體之間的固體高分子膜，所述電解單元被投入到用於植物栽培的水中，向所述水中放出由所述陽極供電體生成的陽極電解水和由所述陰極供電體生成的陰極電解水。
優選的是，在本發明的所述電解水生成裝置中，所述電解單元含有包圍所述陽極供電體以及所述陰極供電體的周邊區域的包圍部件，所述包圍部件形成為使所述水能在該包圍部件的內外來回流動。
優選的是，在本發明的所述電解水生成裝置中，還具備對所述電解單元賦予浮力的浮力產生構件。 發明效果
在本發明的電解水生成裝置中，具備具有彼此不同的陽極供電體以及陰極供電體的電解單元。將電解單元投入用於植物栽培的水中，通過電解來分別生成陽極電解水以及陰極電解水，並向水中放出。因此，可不設軟管、泵而低成本地將電解水用於稻作、水耕栽培。另外，向水中放出的陽極電解水與陰極電解水一起對植物的生長是有用的，並能謀求水的有效利用。
另外，利用電解單元的電解所需的電由光發電裝置產生，因此，不需要從外部電源裝置向電解水生成裝置供電。由此，能容易地降低電解水生成裝置的運營費，另外，不需要對外部電源裝置與電解水生成裝置進行連接的電源線。進一步地，在陽極供電體與陰極供電體之間配置有固體高分子膜，因此，進行低電壓電解，能夠在提升電力效率的同時，抑制陰極供電體上的水垢的附著以及陽極供電體的周邊部的次氯酸的產生。
下面，基於附圖，對本發明的一個實施方案進行說明。 圖1表示本實施方式的電解水生成裝置1的概略構成。圖2表示電解水生成裝置1的電氣構成。
電解水生成裝置1是供給在培養生物的水環境中生成的電解水並促進該培養的裝置。生物培養包括植物的栽培、動物的飼養。
本實施方式的電解水生成裝置1具備：對水Ｗ進行電解的電解單元2、向電解單元2供給用於電解的電的電源部3以及進行電源部3等的控制的控制部4。
電解單元2具有極性彼此不同的第一供電體21以及第二供電體22。第一供電體21以及第二供電體22的極性由控制部4進行控制。控制部4使第一供電體21以及第二供電體22中的一方作為陽極供電體、另一方作為陰極供電體發揮功能。
將電解單元2投入進行水耕栽培等的水中。由此，第一供電體21以及第二供電體22的表面以及周邊被水充滿，在該狀態下，向第一供電體21以及第二供電體22施加電流，則電解單元2內的水被電解。
在電解單元2內進行電解，則由陽極供電體產生陽極電解水，由陰極供電體產生陰極電解水。這些電解水向電解單元2外面的水中放出。因此，可不設軟管、泵而低成本地將電解水用於稻作、水耕栽培。
在上述電解水中，在陽極電解水中溶有電解產生的氧氣，在陰極電解水中溶有電解產生的氫氣。這些陽極電解水以及陰極電解水均對生物的生長有用。因此，通過將陽極電解水以及陰極電解水向水中放出來謀求水的有效利用，同時能容易地得到適合於生物的生長的水環境。
電解單元2含有包圍第一供電體21以及第二供電體22的周邊區域（電解區域）的包圍部件23。通過包圍部件23來抑制水中的生物向電解區域的侵入。
包圍部件23形成為水可在該包圍部件23的內外來回流動。這樣的包圍部件23例如由網狀或柵格狀的部件構成。包圍部件23也可由形成有通孔的箱狀的部件構成。通過使水可在包圍部件23的內外來回流動，使電解單元2內生成的電解水放出至電解單元2外，並使電解單元2的周邊的水向電解單元2內供給，從而電解能夠持續。
本實施方式的電解單元2含有配置於第一供電體21與第二供電體22之間的隔膜24。隔膜24將電解單元2內的區域隔離成陽極區域和陰極區域。
隔膜24例如可使用由具有磺酸基的氟類樹脂組成的固體高分子膜。通過用固體高分子膜構成隔膜24來進行低電壓電解，提升電力效率。另外，能抑制陰極供電體上的水垢的附著以及陽極供電體的周邊部的次氯酸的產生。
電源部3含有光發電裝置31。光發電裝置31接受照射的光而發電，即，具有將光能轉換為電能的元件。在本實施方式中，作為光發電裝置31，所謂的太陽能電池板是適用的。因此，利用電解單元2的電解所需的電由光發電裝置31產生，因此，不需要從發電機、商用電源等外部電源裝置向電解水生成裝置1供電。由此，能夠容易地降低電解水生成裝置1的運營費，並且，不需要連接外部電源裝置和電解水生成裝置1的電源線。
向光發電裝置31照射的光除了從太陽S等照射的自然光以外，還包括從螢光燈、發光二極體等照明裝置照射的人工光。在電解水生成裝置1用於植物栽培的情況下，植物的光合成與電解水的生成同時進行，促進植物的培養。
在電源部3也可設置蓄電池（未圖示）。在蓄電池中適當蓄積由光發電裝置31生成的剩餘電力，日落後或關燈後，將蓄電池蓄積的電力供給至電解單元2。
電解單元2和電源部3通過框架5來連接。在本實施方式中，電源部3配置於電解單元2的上方。由此，可提高光發電裝置31的受光效率。
控制部4安装於框架5。在本實施方式中，控制部4配置於光發電裝置31的背面。控制部4例如具有進行各種運算處理、資訊處理等的CPU（中央處理器（Central Processing Unit））、以及管理CPU的動作的程式、以及存儲各種資訊的記憶體等。控制部4的各種功能通過CPU、記憶體以及程式來實現。
控制部4定期對第一供電體21以及第二供電體22的極性進行切換。由此，能抑制陰極供電體的表面上的水垢的附著。
框架5固定於配設電解水生成裝置1的水田、水槽（以下稱為水田等）的側壁等。由此，電解水生成裝置1的位置以及姿勢被固定，從而電解水生成裝置1的維護變得容易。
電解水生成裝置1也可以不固定於水田等而構成為利用風等外力漂浮於水田等。在此情況下，優選電解水生成裝置1還具備對電解單元2賦予浮力的浮力產生構件6。
浮力產生構件6例如可由發泡樹脂等比水比重小的物質形成。浮力產生構件6例如在電解單元2和電源部3之間固定於框架5。
通過調節浮力產生構件6產生的浮力，可容易地調節電解單元2相對於水面的深度位置。由此，可在適合於生物的生長的水深生成電解水。另外，利用浮力產生構件6產生的浮力，可抑制電解單元2固定於水田等的底部，並且電解水生成裝置1容易在水槽等中漂浮。由此，電解水易於在水田等的內部均勻分佈，能使植物等的生長狀態均一化。
此外，在本實施方式中，由於能夠不接受來自外部電源裝置的電力供給而運轉電解水生成裝置1，因此，不需要對外部電源裝置與電解水生成裝置1進行連接的電源線，電解水生成裝置1的移動不會受到電源線的妨礙。
另外，可以在電解水生成裝置1中另行設置接受從電源部3供給的電力並對電解水生成裝置1進行驅動的推進裝置。這種情況下，電解水被攪拌，可以更加均勻地分佈。
如圖1所示，第一供電體21、第二供電體22以及隔膜24配置為與水面垂直。在這樣的電解單元2中，由於電解產生的氫氣或氧氣因浮力而向上方移動，難以在隔膜24的表面積存，因此，抑制了對電解的妨礙。另外，在第一供電體21、第二供電體22以及隔膜24的表面，泥等難以積存，電解單元2的維護變得容易。
第一供電體21、第二供電體22以及隔膜24也可以配置為與水面平行。這樣的電解單元2，其高度尺寸小，能夠容易地配設於淺底的水槽等。第一供電體21、第二供電體22以及隔膜24也可以以相對於水面傾斜的方式來配置。這樣的電解單元2，電解產生的氫氣或氧氣或者泥等難以在隔膜24的表面積存，而且能夠容易地配設於淺底的水槽等。
以上對本發明的電解水生成裝置1進行了詳細說明，但是，本發明不限於上述的具體的實施方式，而是可以變更為各種方式來實施。即，只要構成為如下即可：電解水生成裝置1至少具備電解單元2和光發電裝置3，電解單元2具有極性彼此不同的陽極供電體以及陰極供電體，並對水進行電解；光發電裝置31接受光而發電，並向陽極供電體以及陰極供電體供給電流。關於電解單元2，還具有配置於陽極供電體與陰極供電體之間的固體高分子膜，電解單元2被投入用於植物栽培的水中，則向水中放出由陽極供電體生成的陽極電解水和由陰極供電體生成的陰極電解水。
1‧‧‧電解水生成裝置
2‧‧‧電解單元
6‧‧‧浮力產生構件
21‧‧‧第一供電體
22‧‧‧第二供電體
24‧‧‧隔膜（固體高分子膜）
31‧‧‧光發電裝置
圖1是表示本發明的電解水生成裝置的概略構成的圖。 圖2是表示圖1的電解水生成裝置的電氣構成的框圖。
Claims (3)
- 一種電解水生成裝置，具備： 電解單元，具有極性彼此不同的陽極供電體以及陰極供電體，並對水進行電解；和 光發電裝置，接受光而發電，並向所述陽極供電體以及所述陰極供電體供給電流， 所述電解單元還具有配置於所述陽極供電體與所述陰極供電體之間的固體高分子膜，所述電解單元被投入到用於植物栽培的水中，向所述水中放出由所述陽極供電體生成的陽極電解水和由所述陰極供電體生成的陰極電解水。
- 如請求項1所述之電解水生成裝置，其中， 所述電解單元含有包圍部件，所述包圍部件包圍所述陽極供電體以及所述陰極供電體的周邊區域， 所述包圍部件形成為使所述水能在該包圍部件的內外來回流動。
- 如請求項1或2所述之電解水生成裝置，其中， 所述電解水生成裝置還具備對所述電解單元賦予浮力的浮力產生構件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent |