專(zhuān)利名稱(chēng)：臭氧生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)電解在被電解水中產(chǎn)生臭氧的臭氧生成裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，尤其是在浴室等處生成的軍團(tuán)桿菌等細(xì)菌造成的感染癥問(wèn)題已經(jīng)引起人們的注意。在浴室的濕度、溫度環(huán)境下，真菌的發(fā)生或軍團(tuán)桿菌等細(xì)菌的繁殖旺盛，這些真菌以及軍團(tuán)桿菌侵入到身體內(nèi)成為感染癥發(fā)生的主要原因。通常在浴室等高溫高濕的環(huán)境下所繁殖的真菌以及軍團(tuán)桿菌附著在浴缸以及瓷磚等上面，混入到貯存在浴缸的熱水中。通過(guò)吸入由該熱水產(chǎn)生的熱氣，細(xì)菌侵入到體內(nèi)。另外，除了浴室之外，在廚房等的下水道中，由于食品碎屑以及水等的腐敗，也成為細(xì)菌繁殖的原因。
因此，在附著有真菌以及軍團(tuán)桿菌等細(xì)菌的浴缸、瓷磚、廚房周?chē)?，一般通過(guò)撒放氯系消毒劑來(lái)殺滅真菌等細(xì)菌，并防止這些細(xì)菌的進(jìn)一步繁殖。
一般所使用的氯系消毒劑通過(guò)加入次氯酸鈉等藥劑進(jìn)行調(diào)整，在大多數(shù)情況下調(diào)整成堿性。因此在與酸性藥劑進(jìn)行混合的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有毒的氯氣，在使用過(guò)程中有可能出現(xiàn)事故。另外在氯系消毒劑中，還存在著難以除去耐氯性細(xì)菌和孢子以及病原蟲(chóng)等問(wèn)題。
因此已知利用具有更高殺菌能力的物質(zhì)臭氧進(jìn)行殺菌。但是由于臭氧溶解在水中的時(shí)間極短，所以在生成之后如果不立即使用，則得不到臭氧的殺菌效果。因此使用臭氧作為殺菌的方法，可以使用如下的方法，將利用放電方式生成的臭氧溶解在水中，生成含有臭氧的臭氧水，然后撒在殺菌對(duì)象上，或者將殺菌對(duì)象浸漬在臭氧水之中，或者在殺菌對(duì)象的水中加入臭氧水進(jìn)行殺菌等方法。在這些情況下，由于通過(guò)放電方式生成的臭氧在水中溶解非常困難，因此生成的一部分臭氧溶解在水中而另一部分作為臭氧氣體釋放出來(lái)。因此作為直接在水中生成臭氧的方法，有在被電解水中至少浸漬一對(duì)電解用電極，通過(guò)在該電解用電極上施加電壓使在被電解水中產(chǎn)生次氯酸以及臭氧，使用含次氯酸以及臭氧的水進(jìn)行殺菌的方法(例如，參照特開(kāi)平9-38655)。
如上所述，利用以前的放電方式生成臭氧的方法，必須將生成的臭氧溶解在水中，另外由于對(duì)不能溶解的臭氧氣體必須進(jìn)行分解處理，因此導(dǎo)致裝置的復(fù)雜化以及操作的煩雜化。另外利用電解方式生成臭氧的方法中，為了充分地生成臭氧，必須在陽(yáng)極側(cè)以及陰極側(cè)之間設(shè)置隔膜進(jìn)行隔絕、覆蓋各側(cè)，由此會(huì)使裝置復(fù)雜化、大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決以前的技術(shù)課題，其目的在于提供一種可以不進(jìn)行煩雜的裝配操作就可以較為容易地在被電解水中產(chǎn)生臭氧的臭氧生成裝置。
本發(fā)明的臭氧生成裝置，在陽(yáng)極及陰極之間施加電壓，通過(guò)電解使被電解水中產(chǎn)生臭氧，并且在陽(yáng)極與陰極相互之間并沒(méi)有隔絕，而是通過(guò)一定的間隔成為一體，構(gòu)成電解部。
根據(jù)本發(fā)明，在陽(yáng)極以及陰極之間施加電壓、通過(guò)電解在被電解水中產(chǎn)生臭氧的的臭氧生成裝置中，由于陽(yáng)極以及陰極并沒(méi)有相互隔絕，而是通過(guò)給定的間隔成為一體，構(gòu)成電解部，因此可以將電解部直接投入、浸漬在作為臭氧產(chǎn)生對(duì)象的被電解水中，可以容易得使被電解水電解從而產(chǎn)生臭氧。
另外，由于陽(yáng)極與陰極之間通過(guò)可生成臭氧的最適當(dāng)?shù)拈g隔構(gòu)成一個(gè)整體，所以?xún)H通過(guò)將電解部投入到水中，就能夠按照對(duì)臭氧的生成最佳的間隔設(shè)置陽(yáng)極與陰極，從而可以避免使用時(shí)的煩雜操作。另外陽(yáng)極和陰極設(shè)置得并沒(méi)有相互隔絕，從而可以避免裝置復(fù)雜化、大型化所帶來(lái)的不便。
另外在上述本發(fā)明的臭氧生成裝置，其特征在于陽(yáng)極及陰極由可以通過(guò)被電解水的透水性部件構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，在上述中由于陽(yáng)極以及陰極是由可以通過(guò)被電解水的透水性部件構(gòu)成，因此可以擴(kuò)大該陽(yáng)極以及陰極的表面積，可以進(jìn)一步提高臭氧的生成效率。
另外本發(fā)明的臭氧生成裝置，其特征在于設(shè)有絕緣性、離子透過(guò)性的膜。
根據(jù)本發(fā)明，在上述的陽(yáng)極與陰極之間，由于設(shè)置有絕緣性、離子可透過(guò)性膜，因此可以減小陽(yáng)極與陰極之間的間隔。這樣，即使降低外加電壓，也可以在被電解水中有效地生成臭氧。
特別對(duì)于本發(fā)明的電解部，由于形成了在陽(yáng)極與陰極之間夾持有絕緣性、離子透過(guò)性膜的結(jié)構(gòu)，所以通過(guò)將該電解部浸漬在被電解水中，在陽(yáng)極一側(cè)生成的臭氧，由于膜形成的立體勢(shì)壘，因此要透過(guò)膜直接移到陰極一側(cè)比較困難。因此可以避免在臭氧生成后直接移到陽(yáng)極一側(cè)時(shí)，被還原為氧或者氫氧根離子或者水、在該臭氧還沒(méi)有發(fā)揮殺菌效果就消失的問(wèn)題，由于可以延長(zhǎng)臭氧在被電解水中溶解的時(shí)間，因此利用該臭氧可以有效地起到殺菌的效果。
另外由于在被電解水中的陽(yáng)極以及陰極上生成的氫離子與氫氧根離子在被電解水中相互反應(yīng)，可以使被電解水保持中性。這樣就可以避免被電解水的pH分別在陽(yáng)極側(cè)以及陰極一側(cè)變動(dòng)所帶來(lái)的不便，可以簡(jiǎn)化裝置，或者可以回避電解之后使用特別的pH調(diào)整劑處理該被電解水的煩雜的操作。
另外，本發(fā)明的臭氧生成裝置，其特征在于上述的膜為陽(yáng)離子交換膜。
根據(jù)本發(fā)明，如上述由于在陽(yáng)極與陰極之間設(shè)置有陽(yáng)離子交換膜，因此可以更加有效地在被電解水中產(chǎn)生臭氧。
特別地，本發(fā)明的電解部由于形成在陽(yáng)極與陰極間夾持有陽(yáng)離子交換膜的結(jié)構(gòu)，所以通過(guò)將該電解部浸漬在被電解水中，在陽(yáng)極一側(cè)生成的臭氧與質(zhì)子中，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜可只使質(zhì)子透過(guò)，而臭氧、陰離子、以及溶解的氣體等不能透過(guò)。因此可以避免在臭氧生成后直接移到陰極側(cè)時(shí)，被還原為氧氣或者氫氧根離子或者水、在該臭氧還沒(méi)有發(fā)揮殺菌效果就消失的問(wèn)題，由于可以延長(zhǎng)臭氧在被電解水中的溶解時(shí)間，因此利用該臭氧可以有效地起到殺菌的效果。另外由于質(zhì)子可以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極側(cè)移動(dòng)，因此在使用具有絕緣性、離子透過(guò)性膜時(shí)，即使降低外加電壓，也可以在被電解水中有效地生成臭氧。
進(jìn)一步，在被電解水的陽(yáng)極與陰極產(chǎn)生的氫離子以及氫氧根離子由于在水中反應(yīng)，從而可以維持被電解水的中性。由此可以避免被電解的pH值在在陽(yáng)極一側(cè)以及陰極一側(cè)變動(dòng)所帶來(lái)的不便，從而可以簡(jiǎn)化裝置，或者可以回避在電解后利用特別pH調(diào)整劑處理被電解水的煩雜的操作。
另外本發(fā)明的臭氧生成裝置在上述各發(fā)明中，其特征在于上述電解部被固定在貯存有被電解水的貯槽內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，由于將電解部固定在貯存有被電解水的貯槽內(nèi)，因此可以穩(wěn)定地在貯槽內(nèi)的被電解水中生成臭氧。
另外本發(fā)明的臭氧生成裝置，其特征在于上述的電解部至少有一部分浸漬在貯存有被電解水的貯槽的被電解水中，而且同時(shí)可以在該被電解水中自由移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，由于電解部至少有一部分浸漬在貯存有被電解水的貯槽內(nèi)的被電解水中，同時(shí)可以在該被電解水中自由移動(dòng)，因此可以任意地更改電解部的放置位置，提高了便利性。
另外本發(fā)明的臭氧生成裝置在上述各發(fā)明中，其特征在于構(gòu)成上述陽(yáng)極以及陰極的材料，由含有釕與鈮的金屬或者金屬氧化物，或者含有鉑與鉭的金屬或者金屬氧化物構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，在上述各發(fā)明中由于構(gòu)成陽(yáng)極以及陰極的材料，是由含有釕與鈮的金屬或者金屬氧化物或者含有鉑與鉭的金屬或者金屬氧化物構(gòu)成，因此可以更加提高臭氧的生成效率。
另外本發(fā)明的臭氧生成裝置在上述各發(fā)明中，其特征在于上述的電解部是被具有絕緣性以及透水性的覆蓋部件所覆蓋。
根據(jù)本發(fā)明，在上述各發(fā)明中由于電解部被具有絕緣性以及透水性的覆蓋部件所覆蓋，因此可以避免手指直接觸摸到陽(yáng)極以及陰極，從而可以提高電解部的操作性。
另外，本發(fā)明的臭氧生成裝置在上述各發(fā)明中，其特征在于在電解部下部裝有重錘部件。
根據(jù)本發(fā)明，由于在電解部的下部備有重錘部件，因此可以防止電解部在被電解水中的上浮，從而可以在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下通過(guò)被電解水的電解生成臭氧。


圖1為本發(fā)明臭氧生成裝置的簡(jiǎn)單示意2為電解部的結(jié)構(gòu)3為電解部的部分放大說(shuō)明4為其他實(shí)施例的電解部的結(jié)構(gòu)5為表示在各條件下對(duì)應(yīng)電流值的臭氧生成量的6為表示在各條件下對(duì)應(yīng)電流值的臭氧生成量的7為表示在各條件下對(duì)應(yīng)電流值的電壓的8為噴出容器的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行較為詳細(xì)的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例臭氧生成裝置1的簡(jiǎn)單說(shuō)明示意圖，圖2為電解部3的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖，圖3為電解部3的部分放大圖，圖4為其他實(shí)施例電解部3的部分放大圖。在本實(shí)施例中的臭氧生成裝置1，例如電解在浴槽等的貯槽2中貯存的作為被電解水的下水道水，對(duì)該貯槽2進(jìn)行殺菌處理。
為了較容易地投入到貯槽2中去，臭氧生成裝置1由構(gòu)成一個(gè)整體的電解部3以及電源部4構(gòu)成。在本實(shí)施例中，電解部3是由一對(duì)電解用電極，陽(yáng)極5以及陰極6、以及用于絕緣陽(yáng)極5以及陰極6之間并使它們形成一體的陽(yáng)離子交換膜7構(gòu)成。電解部3的陽(yáng)極5以及陰極6，各自通過(guò)配線(xiàn)8，9與電源部4相連接，電源部4控制向陽(yáng)極5以及陰極6的通電。
陽(yáng)極5由通過(guò)電解可以比較容易產(chǎn)生臭氧的材料例如由含釕(Ru)與鈮(Nb)的金屬或者金屬氧化物、或者是由含鉑(Pt)與鉭(Ta)的金屬或者金屬氧化物構(gòu)成。陰極6由鉑(Pt)的燒結(jié)金屬構(gòu)成。另外為了確保透水性這些陽(yáng)極5以及陰極6形成篩狀的透水性部件。另外在本實(shí)施例中，使用的是例如縱向?yàn)?cm～6cm，橫向約2cm，厚度(包括在表面上涂覆的催化劑)約1mm的陽(yáng)極5以及陰極6。
陽(yáng)離子交換膜7，形成的尺寸比陽(yáng)極5以及陰極6的尺寸稍稍大一些，在本實(shí)施例中，可以使用的有例如Nafion膜(Nafion商品名)。另外，通過(guò)在該陽(yáng)離子交換膜7的一面上粘結(jié)陽(yáng)極5、在另一面上粘結(jié)陰極6，從而構(gòu)成電解部3。這樣就形成陽(yáng)極5與陰極6之間夾持有陽(yáng)離子交換膜的結(jié)構(gòu)，這些陽(yáng)極5以及陰極6的極間距離就是陽(yáng)離子交換膜7的厚度。由此，極間距離可以顯著地減小，從而可以提高電解效率。
另外本實(shí)施例，由于在陽(yáng)極5以及陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜7，極間距離只是陽(yáng)離子交換膜7的厚度，當(dāng)在極間不設(shè)置膜的情況下，如圖4所示在極間設(shè)有如約4mm的具有絕緣性的例如由硅橡膠構(gòu)成的間隔塊15，另外該間隔塊15，由于只是為了確保陽(yáng)極5與陰極6之間保持一定距離，因而與陽(yáng)離子交換膜7不同，并不能限制在陽(yáng)極5與陰極6之間的離子的移動(dòng)以及水的移動(dòng)。
為了不使手指直接觸摸到陽(yáng)極5以及陰極6，在形成一個(gè)整體的陽(yáng)極5、陰極6以及陽(yáng)離子交換膜7上設(shè)有利用絕緣材料制成的覆蓋部件11。另外該絕緣材料，所用的是不會(huì)與臭氧發(fā)生反應(yīng)的材料，例如聚氟乙烯系纖維。該覆蓋部件11，為了確保向電解部3的透水性，形成一種手指不能插入的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。另外該覆蓋部件11，在下部設(shè)置有重物12(重錘部件)。
根據(jù)上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)在浴缸等貯槽2內(nèi)的被電解水中生成臭氧的時(shí)候，可以將利用覆蓋部件11覆蓋的電解部3投入到貯槽2中，把該電解部3浸漬在被電解水中。然后利用電源部4給電解部3的陽(yáng)極5以及陰極6通電。
這里由于在浴缸等貯存的被電解水通常是下水道水，因而在被電解水中事先會(huì)含有既定量以上例如約30ppm以上的氯離子。因此在陽(yáng)極5以及陰極6上施加電壓時(shí)，如圖3所示在陽(yáng)極5上氯離子會(huì)釋放電子生成氯氣。然后該氯氣溶解在水中生成次氯酸。
另外，如上所述陽(yáng)極5是由含有釕與鈮的金屬或者金屬氧化物、或者是由含有鉑與鉭的金屬或者金屬氧化物制成，在作為被電解水的下水道水中，由于存在氯化物離子，電位上升，被電解水中的氫氧根離子生成氧或者臭氧等活性氧。另外如上所述由于陽(yáng)極5形成篩狀，因而比較容易地從陽(yáng)極5釋放出生成的臭氧。
另一方面，陰極6可以將在陽(yáng)極5生成的氯以及氧或者臭氧還原為氯化物離子以及氫氧根離子。即發(fā)生在陽(yáng)極5發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的逆反應(yīng)。
這里，本實(shí)施例中由于在陽(yáng)極5以及陰極6之間設(shè)置有陽(yáng)離子交換膜7，因而陽(yáng)極5一側(cè)以及陰極6一側(cè)在與陽(yáng)離子交換膜7連接的面上，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜7可以使陽(yáng)離子透過(guò)，但不能使陰離子以及溶解的氣體透過(guò)。因此，陰離子以及溶解的氣體只有在與陽(yáng)離子交換膜7接觸面之外的部分可以移動(dòng)。
因此在陽(yáng)極5上生成的氯以及臭氧，不可能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜7并以最短距離移動(dòng)到陰極6一側(cè)。由此，在陽(yáng)極5一側(cè)的氯以及臭氧，將以避開(kāi)陽(yáng)離子交換膜7的形式，即繞到陽(yáng)離子交換膜7的外方向陰極6一側(cè)移動(dòng)，在陰極6上發(fā)生還原反應(yīng)。
由此，在陽(yáng)極5一側(cè)生成的臭氧，由于不能透過(guò)陽(yáng)離子交換膜7，因而可以避免生成之后立刻在陰極6一側(cè)被還原為氧或者氫氧根離子，從而可以延長(zhǎng)臭氧存在的時(shí)間。因此被電解水中的臭氧含量增加，可以提高臭氧的殺菌效果。由此，在貯存有被電解水的本實(shí)施例的浴缸中，不需要使用洗滌劑等特別的藥劑，就可以除去浴垢以及黏液(ヌメリ)等。
這里，參照?qǐng)D5的試驗(yàn)結(jié)果表示各種條件下的臭氧的生成量。在各實(shí)驗(yàn)中，使用以下各種電解部，即陽(yáng)極5使用含有釕與鈮的金屬或者金屬氧化物的電極，在陽(yáng)極5以及陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜7的(①)；同樣地在陽(yáng)極5中使用含釕與鈮的金屬或者金屬氧化物的電極，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)置上述的間隔塊15，間隔約為4mm的(②)；所用陽(yáng)極5為鉑燒結(jié)電極，在陽(yáng)極5以及陰極6之間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜7的(③)；同樣地陽(yáng)極5使用鉑燒結(jié)電極，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)置上述的間隔塊15，存在約4mm間隔的(④)，并電解被電解水，測(cè)定了臭氧的生成量。另外，陰極6均使用了鉑燒結(jié)電極，而被電解水所用的是水溫15℃的氯化物離子濃度為17.75ppm的模擬下水道水150ml。在上述提到的條件下電解1分鐘。
由此可知，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜7的情況，與作為比較用的設(shè)置適宜生成臭氧的間隔(本實(shí)施例中約為4mm)而形成一個(gè)整體的電解部3的情況相比，臭氧的生成量多。另外陽(yáng)極5在使用含釕與鈮的金屬或者金屬氧化物的電極時(shí)，比使用鉑燒結(jié)電極的情況臭氧的生成量更多。
由此可知，與在陽(yáng)極5與陰極6之間不設(shè)置膜而存在給定間隔的情況相比，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜7的情況，對(duì)臭氧的生成更適合。并且可知，構(gòu)成陽(yáng)極5的電極在使用含釕與鈮的金屬或者金屬氧化物的電極時(shí)，比使用鉑燒結(jié)電極的情況，對(duì)臭氧的生成更適合。
另一方面，在陰極6一側(cè)，被還原的氯化物離子以及氫氧根離子由于不能透過(guò)陽(yáng)離子交換膜7，而以避開(kāi)該陽(yáng)離子交換膜7的形式向陽(yáng)極5一側(cè)移動(dòng)，從而被再次氧化為氯以及氧或者臭氧。陽(yáng)離子交換膜7，由于只能透過(guò)陽(yáng)離子，所以從陽(yáng)極5一側(cè)移動(dòng)到陰極6一側(cè)的氫離子，在陰極6中被還原為氫氣釋放到外部。
這里，在本實(shí)施例中，陽(yáng)離子交換膜7設(shè)置在陽(yáng)極5以及陰極6之間，其尺寸比陽(yáng)極5以及陰極6的尺寸稍稍大一些，因此該陽(yáng)離子交換膜7不可能將陽(yáng)極5以及陰極6側(cè)的被電解水區(qū)分開(kāi)。由此，在被電解水的陽(yáng)極5側(cè)以及陰極6一側(cè)生成的氫離子以及氫氧根離子在被電解水中進(jìn)行反應(yīng)，從而可以使被電解水維持中性。因此，隨著電解的進(jìn)行，陽(yáng)極5一側(cè)會(huì)傾向于酸性，而陰極6一側(cè)則傾向于堿性，因此可以避免pH變動(dòng)，從而可以簡(jiǎn)化裝置。另外在電解后，也可以避免使用特別的pH調(diào)整劑對(duì)被電解水進(jìn)行處理的煩雜的操作。
如上所詳述，本實(shí)施例中，電解部3是在陽(yáng)極5與陰極6之間空出一定的間隔即只空出陽(yáng)離子交換膜7的厚度而一體形成，因此通過(guò)將電解部3投入到貯槽2中，在浸漬在被電解水中的狀態(tài)下由電源部4施加電壓，可以使被電解水容易被電解，從而生成臭氧。
另外由于陽(yáng)極5以及陰極6是以可生成臭氧的最適當(dāng)?shù)拈g隔構(gòu)成一個(gè)整體，所以只將電解部3投入到被電解水中，就可以按照臭氧的生成效率最佳的間隔設(shè)置陽(yáng)極5以及陰極6，從而可以避免使用時(shí)的煩雜操作。另外如本實(shí)施例，通過(guò)顯著減小陽(yáng)極5以及陰極6之間的間隔，可以利用最小的外加電壓生成臭氧，從而可以提高臭氧的生成效率。另外為了進(jìn)一步提高被電解水的電解效率、增加臭氧的生成量，還可以在被電解水中加入氯化鈉等鹵化物。
并且，陽(yáng)極5以及陰極6由于形成了透水性的篩狀，所以能夠擴(kuò)大其表面積，從而可以進(jìn)一步提高臭氧的生成效率。
另外本實(shí)施例的臭氧生成裝置1具有電解部3可以投入到任何一個(gè)貯槽當(dāng)中的結(jié)構(gòu)，而且可以在被電解水中自由移動(dòng)，因此可以任意地改變電解部3的設(shè)置場(chǎng)所，提高了便利性。另外本實(shí)施例中雖然通過(guò)操作者將電解部3移動(dòng)到目的設(shè)置場(chǎng)所，但除此之外，還可以在電解部3的下部設(shè)置移動(dòng)裝置，電解過(guò)程中可以通過(guò)未圖示的控制裝置使電解部3自由移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)提高被電解水整體的臭氧生成效率的目的。
另外本實(shí)施例中在電解部3的下部設(shè)有重物12，因而可以防止電解部3浮到被電解水上，可以以適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)電解被電解水生成臭氧。另外將該電解部3安裝在可使形成在浴缸底壁上的排水口自由封閉的封閉部件上也可以得到同樣的效果。
另外，在電解部3中如上所述由于設(shè)有覆蓋部件11，從而可以避免手指直接接觸陽(yáng)極5以及陰極6，從而可以提高電解部3的操作性。
另外，本實(shí)施例在陽(yáng)極5以及陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜7，除此之外，在陽(yáng)極5與陰極6之間也可以設(shè)置具有絕緣性、離子透過(guò)性而且不能透過(guò)臭氧氣體的中性膜(非選擇性透過(guò)膜)。在該情況下，同上述實(shí)施例一樣，通過(guò)將陽(yáng)極5以及陰極6粘結(jié)在中性膜上，它們之間只存在中性膜厚度的間隔，從而可以將陽(yáng)極5以及陰極6構(gòu)成一個(gè)整體。
另外通過(guò)在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)置中性膜，在陽(yáng)極5與陰極6與中性膜相連接的面上，可以通過(guò)該中性膜透過(guò)離子，而臭氧則較難透過(guò)該中性膜，因此溶解在被電解水中的臭氧可以在除了與中性膜連接的面之外的部分移動(dòng)。
因此如上述的實(shí)施例一樣，在被電解水的陽(yáng)極5以及陰極6一側(cè)生成的氫離子以及氫氧根離子由于在被電解水中進(jìn)行反應(yīng)，從而可以保持被電解水的中性。這樣就可以避免由于被電解水pH在陽(yáng)極5一側(cè)以及陰極6一側(cè)變動(dòng)所帶來(lái)的不便，從而簡(jiǎn)化裝置。另外也可以避免在電解之后向被電解水中加入特別的pH調(diào)整劑進(jìn)行煩雜處理的操作。
另外在陽(yáng)極5一側(cè)生成的臭氧，由于不能透過(guò)中性膜，從而可以避免臭氧生成后在陰極6一側(cè)被直接還原為氧或者氫氧根離子、在臭氧還沒(méi)有發(fā)揮殺菌的效果就消失的不利。因此可以延長(zhǎng)臭氧在被電解水中的溶解時(shí)間，這樣可以有效地得到臭氧的殺菌效果。
下面，參照?qǐng)D6以及圖7說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖6所示為在各條件下對(duì)應(yīng)電流值的臭氧量，圖7所示的為各條件下對(duì)應(yīng)電流值的電壓。該實(shí)驗(yàn)中，陽(yáng)極5使用的是含有釕與鈮的金屬或者金屬氧化物的電極，陰極6所使用的是鉑燒結(jié)電極，并在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜(圖6中黑三角所示，圖7中黑圈所示)，或者在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)有中性膜(圖6中白三角所示，圖7中白圈所示)，電解被電解水，測(cè)定臭氧的生成量。另外對(duì)任何一種被電解水所使用的均是水溫15℃的氯離子濃度為17.75ppm的模擬下水道水。在上述提到的條件下電解1分鐘。
這樣，在各電流值下，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜的情形，與中間設(shè)有中性膜的情形相比，可以發(fā)現(xiàn)臭氧的生成量多。另外在各電流值下，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜的情形與設(shè)有中性膜的情形相比，可以發(fā)現(xiàn)其電壓較低。
由此可知當(dāng)在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)有陽(yáng)離子交換膜時(shí)，與之間設(shè)有中性膜的情形相比除了消耗較低電力之外還可以生成更多的臭氧。由此，在陽(yáng)極5與陰極6之間設(shè)置陽(yáng)離子交換膜更加適合于生成臭氧。另外從該實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，即使設(shè)置中性膜也可以生成臭氧。
另外本實(shí)施例中，雖然將電解部3任意地投入到被電解水的貯槽2中，進(jìn)行電解生成了臭氧，除此之外也可以如圖8所示那樣將電解部3固定在一定的容器中使用。如上所述可以將電解部3固定在設(shè)置有貯存被電解水的貯槽21和用于將在貯槽21中貯存的被電解水向外部噴出的噴出部22的噴出容器20內(nèi)。
然后通過(guò)向上述電解部3的陽(yáng)極5以及陰極6通電，在被電解水中產(chǎn)生臭氧，利用噴出容器20可以將其噴到需要進(jìn)行殺菌處理的地方。此外，通過(guò)利用噴出部22噴出含有在貯槽21中生成的臭氧的被電解水，從而可以利用臭氧進(jìn)行殺菌。
由此，通過(guò)將形成一個(gè)整體的電解部3固定在貯槽21中，比較容易地構(gòu)成可噴出臭氧的噴出容器20。另外通過(guò)簡(jiǎn)化裝置本身也可以使該裝置更加小型化。
如上所述根據(jù)本發(fā)明，在陽(yáng)極以及陰極之間施加電壓，通過(guò)電解使在被電解水中產(chǎn)生臭氧的臭氧生成裝置中，由于陽(yáng)極以及陰極相互之間并沒(méi)有隔絕，而是通過(guò)一定的間隔構(gòu)成電解部，因此可以將電解部投入、浸漬在作為臭氧產(chǎn)生對(duì)象的被電解水中，可以比較容易地使被電解水電解從而產(chǎn)生臭氧。
另外，由于陽(yáng)極與陰極通過(guò)生成臭氧的最適當(dāng)?shù)拈g隔構(gòu)成一體，所以只將電解部投入到水中，就按照臭氧的生成效率最佳的間隔設(shè)置陽(yáng)極5以及陰極6，從而可以避免使用時(shí)的煩雜操作。另外由于并沒(méi)有使陽(yáng)極以及陰極之間相互隔絕，從而可以避免裝置的復(fù)雜化、大型化所帶來(lái)的不便。
另外根據(jù)本發(fā)明，由于上述的陽(yáng)極以及陰極是利用可以使被電解水通過(guò)的透水性部件構(gòu)成，因此可以擴(kuò)大該陽(yáng)極以及陰極的表面積，可以進(jìn)一步提高臭氧的生成效率。
另外根據(jù)本發(fā)明，在上述的陽(yáng)極以及陰極之間，由于設(shè)置了具有絕緣性、離子透過(guò)性的膜，從而可以縮短陽(yáng)極與陰極之間的間隔。這樣即使外加電壓下降，也可以在被電解水中有效地產(chǎn)生臭氧。
特別地，本發(fā)明的電解部，由于形成在陽(yáng)極與陰極間夾持有絕緣性、離子透過(guò)性膜的結(jié)構(gòu)，所以通過(guò)將電解部浸漬在被電解水中，在陽(yáng)極一側(cè)生成的臭氧由于該膜成為立體勢(shì)壘，因而要透過(guò)膜直接移動(dòng)到陰極一側(cè)比較困難。因此可以避免在臭氧生成后直接移到陽(yáng)極一側(cè)，被還原為氧或者氫氧根離子或者水，在該臭氧還沒(méi)有發(fā)揮殺菌效果就消失的問(wèn)題，可以延長(zhǎng)臭氧在被電解水中的溶解時(shí)間，可以利用該臭氧有效地起到殺菌的效果。
另外，由于在被電解水中的陽(yáng)極以及陰極上生成的氫離子與氫氧根離子之間相互反應(yīng)，可以使被電解水保持中性。這樣就可以避免被電解水pH在陽(yáng)極一側(cè)以及陰極一側(cè)變動(dòng)而帶來(lái)的不便，可以簡(jiǎn)化裝置，或者可以避免在電解之后使用特別的pH調(diào)整劑進(jìn)行處理的煩雜的操作。
而且根據(jù)本發(fā)明，如上所述由于在陽(yáng)極與陰極之間設(shè)置有陽(yáng)離子交換膜，因此可以更加有效地在被電解水中產(chǎn)生臭氧。
特別地，本發(fā)明的電解部由于形成在陽(yáng)極與陰極之間夾持有陽(yáng)離子交換膜的結(jié)構(gòu)，所以通過(guò)將電解部浸漬在被電解水中，在陽(yáng)極一側(cè)生成的臭氧與質(zhì)子中，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜可只使質(zhì)子透過(guò)，而臭氧、陰離子、以及溶解的氣體等不能透過(guò)。因此可以避免在生成后臭氧直接移到陰極一側(cè)，被還原為氧或者氫氧根離子或者水、在該臭氧還沒(méi)有發(fā)揮殺菌效果就消失的問(wèn)題，由于可以延長(zhǎng)臭氧在被電解水中的溶解時(shí)間，因此利用該臭氧可以有效地起到殺菌的效果。另外由于質(zhì)子可以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極一側(cè)移動(dòng)，因此在使用絕緣性、離子透過(guò)性膜的情況下，即使進(jìn)一步降低外加電壓，也可以在被電解水中有效地生成臭氧。
此外，在被電解水的陽(yáng)極與陰極產(chǎn)生的氫離子以及氫氧根離子由于在水中反應(yīng)，從而可以維持被電解水的中性。如此可以避免被電解水的pH值在陽(yáng)極一側(cè)以及陰極一側(cè)發(fā)生變動(dòng)所帶來(lái)的不便，從而可以簡(jiǎn)化裝置，或者可以回避在電解后利用特別pH調(diào)整劑處理被電解水的煩雜的操作。
另外根據(jù)本發(fā)明，由于將電解部固定在貯存有被電解水的貯槽中，因此可以在穩(wěn)定地在貯槽內(nèi)的被電解水中生成臭氧。
根據(jù)本發(fā)明，由于電解部至少有一部分浸漬在貯存有被電解水的貯槽的被電解水中，而且同時(shí)可以在被電解水中自由移動(dòng)，因此可以任意地更改電解部的放置位置，提高了便利性。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于構(gòu)成上述陽(yáng)極以及陰極的材料是由含有釕與鈮的金屬或者金屬氧化物、或者是由含有鉑與鉭的金屬或者金屬氧化物構(gòu)成，因此可以更加提高臭氧的生成效率。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述各本發(fā)明中，電解部被具有絕緣性以及透水性的覆蓋部件所覆蓋，因此可以避免手指直接觸摸到陽(yáng)極以及陰極，從而可以提高電解部的操作性。
本發(fā)明中，由于在電解部的下部裝有重錘部件，因而可以防止電解部浮上被電解水中，從而可以在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下通過(guò)被電解水的電解生成臭氧。
權(quán)利要求
1.一種臭氧生成裝置，在陽(yáng)極與陰極之間施加電壓，通過(guò)電解，在被電解水中產(chǎn)生臭氧，其特征在于上述陽(yáng)極與陰極并沒(méi)有相互隔絕而是存在一定的間隔形成一體，構(gòu)成電解部。
2.如權(quán)利要求1所述的臭氧生成裝置，其特征在于上述陽(yáng)極與陰極，是由可以使上述被電解水通過(guò)的透水性材料制成。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的臭氧生成裝置，其特征在于在上述陽(yáng)極與陰極間設(shè)有具有絕緣性、離子透過(guò)性的膜。
4.如權(quán)利要求3所述的臭氧生成裝置，其特征在于上述膜為陽(yáng)離子交換膜。
5.如權(quán)利要求1、2、3或者4所述的臭氧生成裝置，其特征在于上述電解部被固定在貯存有上述被電解水的貯槽內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1、2、3或者4所述的臭氧生成裝置，其特征在于上述電解部，至少有一部分被浸漬在貯存有上述被電解水的貯槽內(nèi)的上述被電解水中，而且可以在被電解水中自由移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1、2、3、4、5或者6所述的臭氧生成裝置，其特征在于構(gòu)成上述陽(yáng)極以及陰極的材料，是由含釕與鈮的金屬或者金屬氧化物，或者是由含鉑與鉭的金屬或者金屬氧化物構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或者7所述的臭氧生成裝置，其特征在于上述電解部被具有絕緣性以及透水性的覆蓋部件所覆蓋。
9.如權(quán)利要求6、7或者8所述的臭氧生成裝置，其特征在于上述電解部在其下部設(shè)有重錘部件。
全文摘要
一種臭氧生成裝置，在陽(yáng)極及陰極之間施加電壓，通過(guò)電解，在被電解水中產(chǎn)生臭氧，陽(yáng)極與陰極相互之間并沒(méi)有隔絕，而是存在一定的間隔成為一體，構(gòu)成電解部。另外陽(yáng)極與陰極分別由可以透過(guò)被電解水的透水性材料(篩狀)構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，可以不進(jìn)行煩雜的裝配操作就可以比較容易而且高效率地在被電解水中產(chǎn)生臭氧。
文檔編號(hào)C25B1/00GK1530335SQ200410007858
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月12日
發(fā)明者小泉百合花, 井關(guān)正博, 高岡大造, 川畑透, 博, 造 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社