CN105174386A

CN105174386A - 一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置

Info

Publication number: CN105174386A
Application number: CN201510648242.6A
Authority: CN
Inventors: 徐名勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于其包括由电解槽壳体（1）、阳极（2）和阴极（3）构成的电解槽，电解槽壳体（1）上设有阳极（2）、阴极（3），阳极（2）、阴极（3）分别通过导线连接倒极电路（4），倒极电路（4）分别通过导线连接控制电路（5）及电解槽电源（6），电解槽壳体（1）上设有超声波换能器（7），超声波换能器（7）通过导线连接换能器驱动电路（8），换能器驱动电路（8）通过导线连接控制电路（5），本发明降低电极表面水垢生成，当水垢生成后并可自动除垢，同时提高羟基自由基（·OH）的生成速度，除垢效果好。

Description

一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置

技术领域：

本发明涉及一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，属于电解水技术领域。

背景技术：

利用电解自来水方法，在电场作用下能够生成羟基自由基（·OH）。其电解过程十分复杂，其中氯离子参与电解过程的产生机理如下：

阳极：2Cl–2e^–→Cl₂

阴极：2H⁺+2e^–→H₂

NaCl+H₂O→NaClO+H₂↑(产生次氯酸钠)

NaClO+H₂O＝HClO+NaOH（形成次氯酸）

HClO→HCl+[O]（分解出新生态氧）

HCl+NaOH=NaCl+H₂O（还原为氯化钠和水）

电解过程中，阳极会有氧气产生，水中溶解氧与阳极产生的氧气到达阴极表面时，

O₂+e^–=·O₂ ^–（1）

O₂+2e^–+2H⁺=H₂O₂（2）

H₂O₂+2e^–+H⁺=·OH+H₂O（3）

H₂O₂+·O₂ ^–=·OH+O₂+OH^–（4）

HOCl+·O₂ ^–=O₂+·OH+Cl^–（5）

通过反应式（1）、（2）还原得到H₂O₂，由反应方程式（3）、（4）推测H₂O₂可以在阴极表面直接产生羟基自由基（·OH），通过反应（5）也可以产生羟基自由基（·OH），羟基自由基（·OH）具有有极高的氧化电位。羟基自由基能与有机物瞬间发生反应，将其氧化生成对人体无害的稳定的物质，因此可以用于水净化、消毒、杀菌。在最新的现有技术中电解自来水方法已广泛应用于洗菜机清除食品的农药残留、虫卵、微生物及类似应用领域。

但是，电解自来水过程中电极表面会逐渐生成水垢，水垢难以清除，特别是水质较差、水垢积累较多的情况下将严重影响电解水装置的电解效能。此外，仅靠电场生成羟基自由基（·OH）的速度及数量不足。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种降低电极表面水垢生成，当水垢生成后并可自动除垢，同时提高羟基自由基（·OH）的生成速度的电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于其包括由电解槽壳体、阳极和阴极构成的电解槽，电解槽壳体上设有阳极、阴极，阳极、阴极分别通过导线连接倒极电路，倒极电路分别通过导线连接控制电路及电解槽电源，电解槽壳体上设有超声波换能器，超声波换能器通过导线连接换能器驱动电路，换能器驱动电路通过导线连接控制电路。

为了进一步实现本发明的目的，所述的倒极电路为一只具有两组触点且每组触点均含有公共端、常开触点、常闭触点的继电器，电解槽电源的正极通过导线连接至第一组触点的公共端，电解槽电源的负极通过导线连接至第二组触点的公共端，第一组触点的常开触点与第二组触点的常闭触点连接并通过导线连接至阴极，第二组触点的常开触点与第一组触点的常闭触点连接并通过导线连接至阳极，继电器线圈通过导线连接控制电路。

为了进一步实现本发明的目的，所述的倒极电路包括P沟道场效应管P1、P沟道场效应管P2、N沟道场效应管N1、N沟道场效应管N2，P沟道场效应管P1、P2的S极连接至电解槽电源的正极，N沟道场效应管N1、N2的S极连接至电解槽电源的负极；P1与N1的D极相连并通过导线与电解槽阴极相连，P2与N2的D极相连并通过导线与电解槽阳极相连；P1与N1的G极相连并通过导线与控制电路相连，P2与N2的G极相连并通过导线与控制电路相连。

为了进一步实现本发明的目的，所述的电解槽壳体上装有至少一颗紫外光源，紫外光源通过导线连接控制电路。

为了进一步实现本发明的目的，所述的紫外光源为汞灯或LED灯。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明在使用过程中通过超声波可减少电极表面水垢生成，在超声波作用下，阳极、阴极上生成的微气泡会快速脱离电极，在长时间使用后当电极表面水垢积累较多的情况下通过倒极除垢，从而保证电解水装置的电解效能。电解过程中在超声波及紫外光的作用下提高了羟基自由基（·OH）的生成速度，除垢效果好。

本发明的电极可除垢电解水装置，可用于洗菜机、水浴空气净化机及制冰机的杀菌消毒等应用领域。

附图说明：

图1为本发明的第一种实施方式的结构示意图；

图2为图1的倒极电路的一种实施方式具体电路图；

图3为图1的倒极电路的另一种实施方式具体电路图；

图4为本发明的第一种实施方式的使用状态图；

图5为本发明的第二种实施方式的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：

实施例1：一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置（参见图1、图2、图4），它包括由电解槽壳体1、阳极2和阴极3构成的电解槽，电解槽壳体1上设有阳极2、阴极3，阳极2、阴极3分别通过导线连接倒极电路4，倒极电路4分别通过导线连接控制电路5及电解槽电源6。电解槽壳体1上设有超声波换能器7，超声波换能器7通过导线连接换能器驱动电路8，换能器驱动电路8通过导线连接控制电路5。倒极电路4为一只具有两组触点且每组触点均含有公共端、常开触点、常闭触点的继电器，电解槽电源6的正极通过导线连接至第一组触点的公共端，电解槽电源6的负极通过导线连接至第二组触点的公共端，第一组触点的常开触点与第二组触点的常闭触点连接并通过导线连接至阴极3，第二组触点的常开触点与第一组触点的常闭触点连接并通过导线连接至阳极2，继电器线圈通过导线连接控制电路5。

使用时，电解槽安装在水箱10上，电解水时电解槽的阳极2、阴极3没入水箱10的水中，控制电路5控制倒极电路4使图2的继电器11不得电，继电器11的两个公共端与常闭触点相连，电解槽电源6的正极接入阳极2、电解槽电源6的负极接入阴极3上。电解水装置开始电解水，电解水时电极表面逐渐生成水垢。同时控制电路5控制换能器驱动电路8提供驱动脉冲使超声波换能器7工作，超声波的振动作用使电极表面的水垢部分脱落，从而减缓水垢生成速度；在超声波作用下，阳极2、阴极3上生成的微气泡会快速脱离电极，因而提高了电极电解效能。研究资料表明，超声波还有另外一种作用，在电解时促进羟基自由基（·OH）的生成。当电极表面水垢越来越厚，明显影响电解水装置的电解效能时，控制电路5控制倒极电路4使图2的继电器得电，继电器11的两个公共端与常开触点相连，电解槽电源6的负极接入阳极2、电解槽电源6的正极接入阴极3上，用倒极的办法在短时间内去除水垢。从而提升电解水装置的电解效能。

实施例2：一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置（参见图1、图3、图4），其结构和原理基本与实施例1相同，其不同之处在于倒极电路4采用图3所示电路。P沟道场效应管P1、P2的S极连接至电解槽电源6的正极，N沟道场效应管N1、N2的S极连接至电解槽电源6的负极；P1与N1的D极相连并通过导线与电解槽阴极3相连，P2与N2的D极相连并通过导线与电解槽阳极2相连；P1与N1的G极相连并通过导线与控制电路5相连，P2与N2的G极相连并通过导线与控制电路5相连。

正常使用时控制电路5控制P1、N1的G极高电平，P2、N2的G极低电平，N1、P2导通，N2、P1截止，电解槽电源6的正极通过P2接入阳极2、电解槽电源6的负极通过N1接入阴极3上；当电极需要除水垢时，控制电路5控制P1、N1的G极低电平，P2、N2的G极高电平，N2、P1导通，N1、P2截止，电解槽电源6的正极通过P1接入阴极3、电解槽电源6的负极通过N2接入阳极2上；这种倒极电路可实现快速切换，优选的方案是在电解过程中每秒进行一次倒极，倒极时间为20毫秒，这种方法将极大减缓结垢速度。

实施例3：一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置（参见图2-图5），其结构和原理基本与实施例1、2相同，其不同之处在于电解槽壳体1上装有至少一颗紫外光源9。紫外光源9通过导线连接控制电路5，紫外光源9可以是汞灯也可以是LED灯，在电解过程中，控制电路5控制为紫外光源供电，电解水在紫外光照射下进一步促进羟基自由基·OH的生成。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于其包括由电解槽壳体（1）、阳极（2）和阴极（3）构成的电解槽，电解槽壳体（1）上设有阳极（2）、阴极（3），阳极（2）、阴极（3）分别通过导线连接倒极电路（4），倒极电路（4）分别通过导线连接控制电路（5）及电解槽电源（6），电解槽壳体（1）上设有超声波换能器（7），超声波换能器（7）通过导线连接换能器驱动电路（8），换能器驱动电路（8）通过导线连接控制电路（5）。

2.根据权利要求1所述的一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于所述的倒极电路（4）为一只具有两组触点且每组触点均含有公共端、常开触点、常闭触点的继电器（11），电解槽电源（6）的正极通过导线连接至第一组触点的公共端，电解槽电源（6）的负极通过导线连接至第二组触点的公共端，第一组触点的常开触点与第二组触点的常闭触点连接并通过导线连接至阴极（3），第二组触点的常开触点与第一组触点的常闭触点连接并通过导线连接至阳极（2），继电器线圈通过导线连接控制电路（5）。

3.根据权利要求1所述的一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于所述的倒极电路（4）包括P沟道场效应管P1、P沟道场效应管P2、N沟道场效应管N1、N沟道场效应管N2，P沟道场效应管P1、P2的S极连接至电解槽电源（6）的正极，N沟道场效应管N1、N2的S极连接至电解槽电源（6）的负极；P1与N1的D极相连并通过导线与电解槽阴极（3）相连，P2与N2的D极相连并通过导线与电解槽阳极（2）相连；P1与N1的G极相连并通过导线与控制电路（5）相连，P2与N2的G极相连并通过导线与控制电路（5）相连。

4.根据权利要求1所述的一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于所述的电解槽壳体（1）上装有至少一颗紫外光源（9），紫外光源（9）通过导线连接控制电路（5）。

5.根据权利要求1所述的一种电解自来水用于消毒杀菌的电极可除垢电解水装置，其特征在于所述的紫外光源（9）为汞灯或LED灯。