JP2013208569A - Sterilized water generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成する殺菌水生成装置に関する。 The present invention relates to a sterilizing water generating apparatus that electrolyzes water containing chloride ions to generate chlorine at an anode, and generates sterilizing water containing hypochlorous acid by a reaction between the chlorine and water.
このような殺菌水生成装置として、下記特許文献１に記載の殺菌水生成装置が知られている。下記特許文献１に記載の殺菌水生成装置は、一対の電極の間にイオン交換膜で仕切られた中央流路を備えている。最初に、電極間に電圧を印加しない状態で、中央流路に水を流し、陰イオン交換膜側に水中に含まれる塩化物イオンを捕集する。続いて、電極間に電圧を印加することで水を電気分解し、水酸化物イオンを生成する。この水酸化物イオンは陽極側に引き寄せられ、陰イオン交換膜に到達すると捕集されている塩化物イオンと置換され、塩化物イオンは陰イオン交換膜から放出されて陽極に向かう。陽極においては、この塩化物イオンから塩素が生成され、さらに次亜塩素酸が生成される。 As such a sterilizing water generating device, a sterilizing water generating device described in Patent Document 1 below is known. The sterilizing water generator described in Patent Literature 1 below includes a central flow path partitioned by an ion exchange membrane between a pair of electrodes. First, in a state where no voltage is applied between the electrodes, water is allowed to flow through the central channel, and chloride ions contained in the water are collected on the anion exchange membrane side. Subsequently, water is electrolyzed by applying a voltage between the electrodes to generate hydroxide ions. The hydroxide ions are attracted to the anode side, and when they reach the anion exchange membrane, they are replaced with the collected chloride ions, and the chloride ions are released from the anion exchange membrane and travel toward the anode. At the anode, chlorine is generated from the chloride ions, and hypochlorous acid is further generated.
上記特許文献１に記載の殺菌水生成装置では、殺菌水の生成速度、殺菌水の生成濃度、消費されるエネルギーの３つの観点から解決すべき課題がある。殺菌水の生成速度の観点からは、塩化物イオンをイオン交換膜で一旦捕集する段階と、その後に電極間に電圧を印加して水酸化物イオンを生成して、その生成した水酸化物イオンの置換により塩化物イオンを陽極に移動させる段階と、の２段階の工程があり、殺菌水を迅速に生成することができないという課題がある。 The sterilizing water generator described in Patent Document 1 has problems to be solved from the three viewpoints of sterilizing water generation rate, sterilizing water generation concentration, and consumed energy. From the viewpoint of the generation rate of the sterilizing water, a step of collecting chloride ions once with an ion exchange membrane, and then applying a voltage between the electrodes to generate hydroxide ions, the generated hydroxides There is a two-step process of moving chloride ions to the anode by ion substitution, and there is a problem that sterilizing water cannot be generated quickly.
殺菌水の生成濃度の観点からは、塩化物イオンが徐々にイオン交換膜から陽極に移動させられるため、生成される次亜塩素酸の濃度が十分に高まらないという課題がある。また、消費されるエネルギーの観点からは、塩化物イオンをイオン交換膜から離脱させて陽極に向かわせるために、水を電気分解して水酸化物イオンを生成しているため、次亜塩素酸の生成に直接寄与しない水の電気分解にエネルギーを消費してしまうという課題がある。また、イオン交換膜から離脱した塩化物イオンを陽極まで誘引出来る程度の大電圧を印加する必要があり、この点もエネルギー消費の観点からは解決すべき課題である。 From the viewpoint of the generation concentration of the sterilizing water, since chloride ions are gradually moved from the ion exchange membrane to the anode, there is a problem that the concentration of hypochlorous acid generated is not sufficiently increased. Also, from the viewpoint of energy consumed, hypochlorous acid is produced because water ions are electrolyzed to generate chloride ions in order to release chloride ions from the ion exchange membrane and direct them to the anode. There is a problem that energy is consumed in electrolysis of water that does not directly contribute to the generation of water. Further, it is necessary to apply a large voltage that can attract chloride ions released from the ion exchange membrane to the anode, and this point is also a problem to be solved from the viewpoint of energy consumption.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高濃度の次亜塩素酸を、消費されるエネルギーを抑制しつつ迅速に供給可能な殺菌水生成装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The objective is providing the disinfection water production | generation apparatus which can supply a high concentration hypochlorous acid rapidly, suppressing the energy consumed. It is in.
上記課題を解決するために本発明に係る殺菌水生成装置は、塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成するものであって、水が通る給水路と、給水路に設けられ、一対の電極を有し、一対の電極間に電圧を印加することで給水路を通る水を電解処理する電解槽領域と、一対の電極間に印加する電圧とを制御する制御手段と、を備える。制御手段は、一対の電極間に印加する電圧が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧となるように制御する濃縮モードと、濃縮モードの実行後に、一対の電極間に印加する電圧が、第１電圧よりも高い電圧であって次亜塩素酸が生成される第２電圧となるように制御する電解モードと、を実行可能なように構成されている。 In order to solve the above problems, a sterilizing water generating apparatus according to the present invention electrolyzes water containing chloride ions to generate chlorine at the anode, and sterilizing water containing hypochlorous acid by reaction of this chlorine and water. A water supply path through which water passes, and an electrolytic cell that is provided in the water supply path, has a pair of electrodes, and electrolyzes the water passing through the water supply path by applying a voltage between the pair of electrodes And a control means for controlling the voltage applied between the region and the pair of electrodes. The control means includes a concentration mode for controlling the voltage applied between the pair of electrodes to be a first voltage at which chloride ions are attracted to the anode, and a voltage applied between the pair of electrodes after execution of the concentration mode. The electrolysis mode is controlled so as to be a voltage higher than the first voltage and a second voltage at which hypochlorous acid is generated.
本発明によれば、一対の電極間に印加する電圧を、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧となるように制御する濃縮モードを実行するので、イオン交換膜で塩化物イオンを捕集し、その後に電極間に電圧を印加して水酸化物イオンを生成した後に水酸化物イオンの置換によって塩化物イオンを陽極に向かわせる従来技術に比較して、迅速に塩化物イオンを陽極周辺に集めることができる。また、陽極に塩化物イオンを引き寄せた後に電解モードに移行して次亜塩素酸を生成するので、塩化物イオンが徐々にイオン交換膜から離脱して陽極に向かう従来技術に比較して、高濃度の次亜塩素酸を得ることができる。また、濃縮モードでは第１電圧、電解モードでは第２電圧となるように一対の電極間に電圧を印加するので、イオン交換膜から離脱した塩化物イオンを陽極まで誘引できる程度の大電圧を印加する従来技術に比較して消費されるエネルギーを抑制することができる。 According to the present invention, the concentration mode is controlled in which the voltage applied between the pair of electrodes is controlled to be the first voltage at which chloride ions are attracted to the anode, so that chloride ions are collected by the ion exchange membrane. Then, after applying voltage between the electrodes to generate hydroxide ions, the chloride ions are quickly moved around the anode as compared to the conventional technique in which the chloride ions are directed to the anode by substitution of hydroxide ions. Can be collected. In addition, since chloride ions are attracted to the anode and then transition to the electrolysis mode to produce hypochlorous acid, compared with the conventional technology in which chloride ions are gradually detached from the ion exchange membrane and directed to the anode. A concentration of hypochlorous acid can be obtained. In addition, since the voltage is applied between the pair of electrodes so that the first voltage is in the concentration mode and the second voltage in the electrolysis mode, a large voltage is applied so that chloride ions released from the ion exchange membrane can be attracted to the anode. Compared with the prior art, energy consumed can be suppressed.
また本発明に係る殺菌水生成装置では、制御手段は、第１電圧の電圧値を変更可能なように構成されていることも好ましい。 Moreover, in the sterilizing water production | generation apparatus which concerns on this invention, it is also preferable that the control means is comprised so that the voltage value of a 1st voltage can be changed.
殺菌水生成装置が設置される場所によって、この殺菌水生成装置に供給される水に含まれる塩化物イオンの量は異なり、塩化物イオンの含有量が多ければ低い電圧を印加した場合であっても、十分な量の塩化物イオンを集めることができる。そこでこの好ましい態様では、第１電圧の電圧値を変更可能なように構成することで、濃縮モードで消費する電力量を水に含まれる塩化物イオン濃度に応じて調整することが可能となり、無駄なエネルギーを消費することを回避することができる。 Depending on where the sterilizing water generator is installed, the amount of chloride ions contained in the water supplied to the sterilizing water generator is different, and if the content of chloride ions is high, a low voltage is applied. However, a sufficient amount of chloride ions can be collected. Therefore, in this preferable aspect, by configuring the voltage value of the first voltage to be variable, it is possible to adjust the amount of power consumed in the concentration mode according to the concentration of chloride ions contained in the water, which is wasteful. Can be avoided.
また本発明に係る殺菌水生成装置では、電解槽領域に供給される水の電気の流れ方を測定する電気流測定手段を備え、制御手段は、電気流測定手段が測定した電気の流れ方が弱い場合には、強い場合に比較して第１電圧の電圧値を増大させることも好ましい。 The sterilizing water generating apparatus according to the present invention further includes an electric current measuring means for measuring the flow of electricity supplied to the electrolytic cell region, and the control means has a flow of electricity measured by the electric current measuring means. In the case of weakness, it is also preferable to increase the voltage value of the first voltage compared to the case of strongness.
本発明者らは、水における電気の流れ方が弱い場合、すなわち水の電気伝導度が小さい場合には、その水に含まれる塩化物イオン濃度も低くなることを見出した。そこでこの好ましい態様では、水における電気の流れ方に応じて第１電圧の電圧値を調整することで、濃縮モードで消費する電力量を水に含まれる塩化物イオン濃度に応じて調整することが可能となり、無駄なエネルギーを消費することを回避することができる。 The present inventors have found that when the flow of electricity in water is weak, that is, when the electrical conductivity of water is small, the concentration of chloride ions contained in the water is also low. Therefore, in this preferred embodiment, the amount of power consumed in the concentration mode can be adjusted according to the concentration of chloride ions contained in the water by adjusting the voltage value of the first voltage according to the flow of electricity in the water. This makes it possible to avoid wasting energy.
また本発明に係る殺菌水生成装置では、電解槽領域よりも下流側において給水路を流れる水の水質を検知する水質検知手段を備え、制御手段は、水質検知手段が検知した水質が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられたことを示すものに変化したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行することも好ましい。 Further, the sterilizing water generator according to the present invention includes water quality detection means for detecting the quality of water flowing through the water supply channel downstream of the electrolytic cell region, and the control means has the water quality detected by the water quality detection means at the anode. It is also preferred to transition from the concentration mode to the electrolysis mode based on a change to one that indicates that chloride ions have been attracted.
濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽領域を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。そこでこの好ましい態様では、水質検知手段が検知した水質が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられたことを示すものに変化したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへと移行するので、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で電解モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。 When chloride ions are collected at the anode in the concentration mode, the water quality of the water passing through the electrolytic cell region changes due to fluctuations in the chloride ions. Therefore, in this preferred embodiment, since the water quality detected by the water quality detection means is changed to indicate that chloride ions have been attracted to the anode, the concentration mode is changed to the electrolysis mode, so that a sufficient amount is obtained. It becomes possible to shift to the electrolysis mode in a state where the chloride ions are collected on the anode, and high concentration hypochlorous acid can be obtained with certainty.
また本発明に係る殺菌水生成装置では、水質検知手段は、電解槽領域から流れ出る水の電気の流れ方を測定することで水質を検知するものであって、制御手段は、電解槽領域よりも下流側において給水路を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから前記電解モードへ移行することも好ましい。 In the sterilizing water generating apparatus according to the present invention, the water quality detection means detects the water quality by measuring the flow of electricity flowing out of the electrolytic cell region, and the control means is more than the electrolytic cell region. It is also preferable to shift from the concentration mode to the electrolysis mode based on the fact that the flow of electricity flowing through the water supply channel on the downstream side changes from a weak state to a strong state.
上述したように、濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽領域を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。より具体的には、塩化物イオンが陽極に捕集されることで、水中の塩化物イオン濃度が低下し、水における電気の流れ方が弱い状態になる。その後、塩化物イオンが陽極に捕集される量が飽和すると、水は塩化物イオンを捕集されることなく電解槽領域を通過するため、水中の塩化物イオン濃度が再上昇し、水における電気の流れ方が強い状態になる。そこでこの好ましい態様では、電解槽領域よりも下流側において給水路を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから前記電解モードへ移行することで、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で電解モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。 As described above, when chloride ions are collected on the anode in the concentration mode, the quality of water passing through the electrolytic cell region changes due to fluctuations in chloride ions. More specifically, when chloride ions are collected at the anode, the chloride ion concentration in the water decreases, and the flow of electricity in water becomes weak. After that, when the amount of chloride ions collected at the anode is saturated, water passes through the electrolytic cell region without collecting chloride ions, so the chloride ion concentration in the water rises again, The electric flow is strong. Therefore, in this preferred aspect, based on the fact that the flow of electricity flowing through the water supply channel downstream from the electrolytic cell region has changed from a weak state to a strong state, by shifting from the concentration mode to the electrolysis mode, It is possible to shift to the electrolysis mode with a sufficient amount of chloride ions collected on the anode, and a high concentration of hypochlorous acid can be obtained with certainty.
また本発明に係る殺菌水生成装置では、水質検知手段は、電解槽領域から流れ出る水の水素イオン指数を測定することで水質を検知するものであって、制御手段は、電解槽領域よりも下流側において給水路を流れる水の水素イオン指数が大きい状態から小さい状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行することも好ましい。 Further, in the sterilizing water generator according to the present invention, the water quality detection means detects the water quality by measuring the hydrogen ion index of the water flowing out from the electrolytic cell region, and the control means is downstream of the electrolytic cell region. It is also preferable to shift from the concentration mode to the electrolysis mode based on the transition from the large hydrogen ion exponent of the water flowing through the water supply channel to the small state.
上述したように、濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽領域を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。より具体的には、塩化物イオンが陽極に捕集されることで、水中の塩化物イオン濃度が低下するため、水の電気分解をもってして平衡状態を保つので水酸化物イオンが増え水素イオン指数が大きくなる。その後、塩化物イオンが陽極に捕集される量が飽和すると水中の塩化物イオン濃度が再上昇し、水酸化物イオンが減少して水素イオン指数が小さくなる。そこでこの好ましい態様では、電解槽領域よりも下流側において給水路を流れる水の水素イオン指数が大きい状態から小さい状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行することで、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で電解モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。 As described above, when chloride ions are collected on the anode in the concentration mode, the quality of water passing through the electrolytic cell region changes due to fluctuations in chloride ions. More specifically, since chloride ions are collected at the anode, the chloride ion concentration in the water is lowered, so that the equilibrium state is maintained by electrolysis of water, so that hydroxide ions increase and hydrogen ions increase. The index grows. Thereafter, when the amount of chloride ions collected at the anode is saturated, the chloride ion concentration in the water rises again, the hydroxide ions decrease, and the hydrogen ion index decreases. Therefore, in this preferred embodiment, it is sufficient to shift from the concentration mode to the electrolysis mode based on the transition from the large state to the small state of the hydrogen ion index of the water flowing in the water supply channel on the downstream side of the electrolytic cell region. It is possible to shift to the electrolysis mode in a state where a large amount of chloride ions is collected at the anode, and high concentration hypochlorous acid can be obtained with certainty.
本発明によれば、高濃度の次亜塩素酸を、消費されるエネルギーを抑制しつつ迅速に供給可能な殺菌水生成装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the disinfection water production | generation apparatus which can supply a high concentration hypochlorous acid rapidly, suppressing the energy consumed can be provided.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same constituent elements in the drawings will be denoted by the same reference numerals as much as possible, and redundant description will be omitted.
図１は、本発明の一実施形態である殺菌水生成装置を含む衛生洗浄装置が設置されてなる水洗大便器を示す斜視図である。同図に示すように、衛生洗浄装置１００は、水洗式の洋式大便器１１０の便器１２０上に設置されて用いられる。そして、コントローラにより操作することにより、洗浄ノズル１４が便器１２０内に進出し、洗浄水を洗浄ノズル１４の先端から人体局所（おしりなど）に向けて噴出することにより、人体局所を洗浄することができる。
FIG. 1 is a perspective view showing a flush toilet in which a sanitary washing apparatus including a sterilizing water generating apparatus according to an embodiment of the present invention is installed. As shown in the figure, the
図２は、本発明の一実施形態である殺菌水生成装置ＷＤの殺菌洗浄時の流路系統図である。なお、同図には、殺菌洗浄に関連しない要素については図示を省略しているが、本実施形態の衛生洗浄装置は、周知の人体局部を洗浄するために必要な構成を備えている。 FIG. 2 is a flow path system diagram at the time of sterilization cleaning of the sterilizing water generator WD according to the embodiment of the present invention. In the drawing, elements not related to sterilization and cleaning are not shown, but the sanitary cleaning device of this embodiment has a configuration necessary for cleaning a well-known human body part.
図２に示すように、本実施形態による殺菌洗浄時における殺菌水生成装置ＷＤの流路系統１０は、例えば水道管などの給水源１２と洗浄ノズル１４とが流路１６（給水路）、流路１８により接続されており、この流路１６に電解槽１（電解槽領域）が設けられている。流路１６の電解槽１の下流には分岐部２０が設けられており、分岐部２０から洗浄ノズル１４へと延びる吐水流路１８と、分岐部２０から下方に向かって延びる排水流路２２とに分岐している。
As shown in FIG. 2, the
吐水流路１８は、洗浄ノズル１４の吐水口における断面積（すなわち、吐水流路１８の最小流路断面積）が、排水流路２２の最小流路断面積に比べて小さくなるように構成されている。これにより、吐水流路１８に比べて、排水流路２２の圧力損失が小さくなっている。洗浄ノズル１４のノズル孔からは、給水源１２からの一次圧により、洗浄バルブ２８を開くことで水が吐出する。洗浄ノズル１４には、人体局部に向けて水を吐出する複数のノズル孔が設けられている他、そのノズル孔に水を供給する流路が内部に設けられている。洗浄ノズルは、ノズル孔から吐出する水により、洗浄ノズル自身の外表面を洗浄することも可能である。
The
吐水流路１８には、制御部２４に通信可能に接続された洗浄バルブ２８が設けられている。洗浄バルブ２８は、制御部２４の指令に基づいて開閉し、吐水流路である流路１８への水の流入を制御する。洗浄バルブ２８は、流路１８の開閉のみならず、開度の調整も可能なように構成されている。洗浄バルブ２８の開度が大きいほど、流量及び流速も大きなものとなる。洗浄バルブ２８の開度を調整することで、上流側に配置されている電解槽１における流速を調整することができる。
The
排水流路２２の分岐部２０の下流側には、制御部２４と通信可能に接続された排出バルブ３０が設けられている。排出バルブ３０は、制御部２４の指令に基づいて開閉し、排水流路２２への水の流入を制御する。これら排水流路２２及び排出バルブ３０により排出機構３２が構成される。なお、本実施形態では、流路１６を分岐して排水流路２２を設けているが、これに限らずに、流路１６の下面に開口を設けるのみでもよい。また、本実施形態では、排水流路２２に排出バルブ３０を設けて、これにより排水流路２２を流れる水流を制御しているが、これに限らず、ポンプ等を用いて、排水流路２２を流れる水流を制御することもできる。
A
排出バルブ３０は、電解槽１における濃縮モード（詳細は後述する）の実行時や、水の電気伝導度の測定時に開かれる。排出バルブ３０から排出される水は便器１２０のボウル部に排出される。
The
制御部２４（制御手段）は、電解槽１に配置される一対の電解槽電極に電圧を印加するタイミングを制御し、その電圧も可変可能なように構成されている。制御部２４は、電解槽１の一対の電極間に印加する電圧が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧となるように制御する濃縮モードと、一対の電極間に印加する電圧が、第１電圧よりも高い第２電圧となるように制御する電解モードと、を実行可能なように構成されている。第２電圧は、次亜塩素酸又は次亜塩素酸イオンを生成する電圧として定義される。
The control unit 24 (control means) is configured to control the timing of applying a voltage to the pair of electrolytic cell electrodes arranged in the electrolytic cell 1 and to change the voltage. The
電解槽１の下流側には、水質検知部２６（電気流測定手段、水質検知手段）が配置されている。水質検知部２６は、電解槽１の下流側において流路１６を流れる水の水質を検知するための部分である。水質検知部２６は、電解槽１から流れ出る水の電気の流れ方を測定することで水質を検知するものである。水質検知部２６は、電解槽１から流れ出る水の水素イオン指数を測定することで水質を検知するものであることも好ましい。尚、水質検知部２６は、例えば設置時に電解槽１から流れ出る水の電気の流れ方を測定することで、電解槽１に流れ込む水の電気の流れ方を測定することも可能である。
A water quality detection unit 26 (electric current measurement means, water quality detection means) is disposed on the downstream side of the electrolytic cell 1. The water
図３は、電解槽１を説明するための模式図である。同図に示すように、電解槽１は、一対の電極板２，４を有し、これら電極板２，４の間に電圧を印加することにより、水を電気分解する。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the electrolytic cell 1. As shown in the figure, the electrolytic cell 1 has a pair of
水道水を電気分解すると、式（１）及び式（２）の反応が起き、陽極からは酸素が、陰極からは水素が発生する。
陽極：２Ｈ2Ｏ→４Ｈ+＋Ｏ2＋４ｅ− （１）
陰極：４Ｈ2Ｏ＋４ｅ−→２Ｈ2＋４ＯＨ− （２）
When tap water is electrolyzed, reactions of formulas (1) and (2) occur, and oxygen is generated from the anode and hydrogen is generated from the cathode.
Anode: 2H 2 O → 4H + + O 2 + 4e − (1)
Cathode: 4H 2 O + 4e − → 2H 2 + 4OH − (2)
ここで、電極触媒として、白金・イリジウム（Ｐｔ・ＩｒＯ2）を塗布した電極を用いることにより、式（３）に示すように、陽極で塩素が生成する。
陽極：２Ｃｌ−→Ｃｌ2＋２ｅ− （３）
Here, by using an electrode coated with platinum / iridium (Pt · IrO 2 ) as an electrode catalyst, chlorine is generated at the anode as shown in Formula (3).
Anode: 2Cl − → Cl 2 + 2e − (3)
塩素はｐＨにより、塩素、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）となる（式４、式５参照）。次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）は、殺菌力を有するものである。
陽極：Ｃｌ2＋Ｈ2Ｏ→ＨＣｌＯ＋Ｈ2＋Ｃｌ− （４）
陽極：ＨＣｌＯ→ＣｌＯ−＋Ｈ+ （５）
Chlorine becomes chlorine, hypochlorous acid (HClO), and hypochlorite ion (ClO − ) depending on pH (see
Anode: Cl 2 + H 2 O → HClO + H 2 + Cl − (4)
Anode: HClO → ClO − + H + (5)
式（３）の反応に至る前に、水道水中の塩化物イオンが陽極に引き寄せられることから、式（３）の反応が起こらないような電圧を印加することで、陽極表面に塩化物イオンを未反応のまま捕集することができる。 Since chloride ions in tap water are attracted to the anode before reaching the reaction of formula (3), chloride ions are applied to the anode surface by applying a voltage that does not cause the reaction of formula (3). It can be collected unreacted.
続いて、図４を参照しながら、制御部２４による第１電圧の決定手順を説明する。図４は、第１電圧を決定する手順を示すフローチャートである。図４に示すフローは、装置設置後の初回通電時に行ったり、定期的に行ったりするものである。
Next, the procedure for determining the first voltage by the
ステップＳ１１では、排出バルブ３０を開いて、流路１６に流れを形成する。ステップＳ１２では、水質検知部２６に設けられた一対の電極を利用して、水の電気伝導率を測定する。
In step S <b> 11, the
ステップＳ１３では、測定された電気伝導率に基づいて、第１電圧を決定する。図５に、電気伝導率と第１電圧との関係の一例を示す。このような対応関係は、予め設定され、制御部２４のメモリに格納されている。図５に例示するように、水の電気伝導率が低いほど、給水される水が含有する塩化物イオン濃度は低いものと想定される。
In step S13, the first voltage is determined based on the measured electrical conductivity. FIG. 5 shows an example of the relationship between the electrical conductivity and the first voltage. Such a correspondence relationship is set in advance and stored in the memory of the
ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて決定された第１電圧Ｖ１をメモリに格納する。ステップＳ１５では、排出バルブ３０を閉じる。
In step S14, the first voltage V1 determined in step S13 is stored in the memory. In step S15, the
続いて、図６及び図７を参照しながら、殺菌洗浄する際の制御部２４の動作について説明する。図６は、図２に示す殺菌水生成装置ＷＤの動作を示すフローチャートである。図７は、図６に示すフローチャートで殺菌水生成装置ＷＤを動作させた場合の、各バルブの動きや塩化物イオン濃度等を示すグラフである。図７の（Ａ）は排出バルブ３０及び洗浄バルブ２８の開閉状況を示し、図７の（Ｂ）は塩化物イオン濃度を示し、図７の（Ｃ）は電気伝導率の変化を示し、図７の（Ｄ）は水素イオン濃度の変化を示している。
Next, the operation of the
ステップＳ２１では、排出バルブ３０を開いて、流路１６に流れを形成する（時刻ｔ０）。ステップＳ２２では、電解槽１の一対の電極２，４に第１電圧Ｖ１を印加する（時刻ｔ１）。ステップＳ２３では、第１電圧の印加開始から時間Ｔ１が経過したか否かを判断し、時間Ｔ１が経過するとステップＳ２４の処理に進む。
In step S21, the
ステップＳ２４では、水質検知部２６の検知結果に基づいて、電気伝導率σが閾値σ１を上回っているか判断する。流れる水の電気伝導率σが閾値σ１を上回っていればステップＳ２６の処理に進み、上回っていなければステップＳ２５の処理に進む。この段階では、図８の（Ａ）に示すように、塩化物イオンの捕集が進行している。
In step S24, based on the detection result of the water
ステップＳ２５では、第１電圧Ｖ１の印加開始から時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）が経過しているか判断する。第１電圧Ｖ１の印加から時間Ｔ２が経過していなければステップＳ２４の処理に戻り、第１電圧Ｖ１の印加から時間Ｔ２が経過していればステップＳ２６の処理に進む。 In step S25, it is determined whether time T2 (T2> T1) has elapsed since the start of application of the first voltage V1. If the time T2 has not elapsed since the application of the first voltage V1, the process returns to step S24. If the time T2 has elapsed since the application of the first voltage V1, the process proceeds to step S26.
ステップＳ２６では、排出バルブを閉じる（時刻ｔ４）。ステップＳ２７では、電解槽１の一対の電極２，４に電解電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）を印加する。ステップＳ２８では、洗浄バルブ２８を開き、洗浄ノズル１４から殺菌水を吐出する。この段階では、図８の（Ｂ）に示すように、次亜塩素酸の生成が進行する。ステップＳ２９では、洗浄バルブ２８を開いてから時間Ｔ３が経過したか判断する。時間Ｔ３が経過していなければ判断を継続し、時間Ｔ３が経過していればステップＳ３０の処理に進む。
In step S26, the discharge valve is closed (time t4). In step S27, an electrolytic voltage V2 (V2> V1) is applied to the pair of
ステップＳ３０では、洗浄バルブ２８を閉じる。ステップＳ３１では、電解槽１の一対の電極２，４への電圧の印加を停止する。
In step S30, the cleaning
上述したように本実施形態における殺菌水生成装置ＷＤは、塩化物イオンを含む水を電気分解して陽極に塩素を発生させ、この塩素と水の反応により次亜塩素酸を含む殺菌水を生成するものであって、水が通る給水路である流路１６と、流路１６に設けられ、一対の電極２，４を有し、一対の電極２，４間に電圧を印加することで流路１６を通る水を電解処理する電解槽領域である電解槽１と、流路１６における水の通り方と、一対の電極２，４間に印加する電圧とを制御する制御手段としての制御部２４と、を備える。
As described above, the sterilizing water generator WD in the present embodiment electrolyzes water containing chloride ions to generate chlorine at the anode, and generates sterilizing water containing hypochlorous acid by reaction of this chlorine and water. The
制御部２４は、一対の電極２，４間に印加する電圧が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧Ｖ１となるように制御する濃縮モードと、一対の電極２，４間に印加する電圧が、第１電圧よりも高い電圧であって次亜塩素酸が生成される第２電圧Ｖ２となるように制御する電解モードと、を実行可能なように構成されている。
The
本実施形態によれば、一対の電極２，４間に印加する電圧を、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧となるように制御する濃縮モードを実行するので、イオン交換膜で塩化物イオンを捕集し、その後に電極間に電圧を印加して水酸化物イオンを生成した後に水酸化物イオンの置換によって塩化物イオンを陽極に向かわせる従来技術に比較して、迅速に塩化物イオンを陽極周辺に集めることができる。また、陽極に塩化物イオンを引き寄せた後に電解モードに移行して次亜塩素酸を生成するので、塩化物イオンが徐々にイオン交換膜から離脱して陽極に向かう従来技術に比較して、高濃度の次亜塩素酸を得ることができる。また、濃縮モードでは第１電圧Ｖ１、電解モードでは第２電圧Ｖ２となるように一対の電極２，４間に電圧を印加するので、イオン交換膜から離脱した塩化物イオンを陽極まで誘引できる程度の大電圧を印加する従来技術に比較して消費されるエネルギーを抑制することができる。
According to the present embodiment, the concentration mode is controlled so that the voltage applied between the pair of
また本実施形態では、制御部は、第１電圧Ｖ１の電圧値を変更可能なように構成されている。 In the present embodiment, the control unit is configured to be able to change the voltage value of the first voltage V1.
殺菌水生成装置ＷＤが設置される場所によって、この殺菌水生成装置ＷＤに供給される水に含まれる塩化物イオンの量は異なり、塩化物イオンの含有量が多ければ低い電圧を印加した場合であっても、十分な量の塩化物イオンを集めることができる。そこで、第１電圧Ｖ１の電圧値を変更可能なように構成することで、濃縮モードで消費する電力量を水に含まれる塩化物イオン濃度に応じて調整することが可能となり、無駄なエネルギーを消費することを回避することができる。 Depending on the location where the sterilizing water generator WD is installed, the amount of chloride ions contained in the water supplied to the sterilizing water generator WD is different. If the content of chloride ions is large, a low voltage is applied. Even so, a sufficient amount of chloride ions can be collected. Therefore, by configuring so that the voltage value of the first voltage V1 can be changed, the amount of power consumed in the concentration mode can be adjusted according to the concentration of chloride ions contained in the water, and wasteful energy is saved. Consumption can be avoided.
また本実施形態では、電解槽１に供給される水の電気の流れ方を測定する電気流測定手段として機能する水質検知部２６を備え、制御部２４は、電気流測定手段が測定した電気の流れ方が弱い場合には、強い場合に比較して第１電圧Ｖ１の電圧値を大きく設定する。
Moreover, in this embodiment, the water
本発明者らは、水における電気の流れ方が弱い場合、すなわち水の電気伝導度が小さい場合には、その水に含まれる塩化物イオン濃度も低くなることを見出した。そこで、水における電気の流れ方に応じて第１電圧Ｖ１の電圧値を調整することで、濃縮モードで消費する電力量を水に含まれる塩化物イオン濃度に応じて調整することが可能となり、無駄なエネルギーを消費することを回避することができる。 The present inventors have found that when the flow of electricity in water is weak, that is, when the electrical conductivity of water is small, the concentration of chloride ions contained in the water is also low. Therefore, by adjusting the voltage value of the first voltage V1 according to the flow of electricity in the water, it becomes possible to adjust the amount of power consumed in the concentration mode according to the chloride ion concentration contained in the water, It is possible to avoid wasting energy.
また本実施形態では、電解槽１よりも下流側において流路１６を流れる水の水質を検知する水質検知手段として機能する水質検知部２６を備え、制御部２４は、水質検知手段が検知した水質が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられたことを示すものに変化したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行する。
Moreover, in this embodiment, the water
濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽１を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。そこで、水質検知手段が検知した水質が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられたことを示すものに変化したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへと移行するので、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で電解モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。 When chloride ions are collected at the anode in the concentration mode, the water quality of the water passing through the electrolytic cell 1 changes due to fluctuations in the chloride ions. Therefore, based on the fact that the water quality detected by the water quality detection means has changed to one indicating that chloride ions have been attracted to the anode, the mode shifts from the concentration mode to the electrolysis mode. It becomes possible to shift to the electrolysis mode in a state where is collected on the anode, and a high concentration hypochlorous acid can be obtained with certainty.
また本実施形態では、水質検知手段は、電解槽１から流れ出る水の電気の流れ方を測定することで水質を検知するものであって、制御部２４は、電解槽１よりも下流側において給水路を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから前記電解モードへ移行する。
In this embodiment, the water quality detection means detects the water quality by measuring the flow of electricity flowing out of the electrolytic cell 1, and the
上述したように、濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽１を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。より具体的には、塩化物イオンが陽極に捕集されることで、水中の塩化物イオン濃度が低下し、水における電気の流れ方が弱い状態になる。その後、塩化物イオンが陽極に捕集される量が飽和すると水中の塩化物イオン濃度が再上昇し、水における電気の流れ方が強い状態になる。そこで、電解槽１よりも下流側において流路１６を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行することで、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で電解モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。
As described above, when chloride ions are collected on the anode in the concentration mode, the water quality of the water passing through the electrolytic cell 1 changes due to fluctuations in the chloride ions. More specifically, when chloride ions are collected at the anode, the chloride ion concentration in the water decreases, and the flow of electricity in water becomes weak. Thereafter, when the amount of chloride ions collected at the anode is saturated, the chloride ion concentration in the water rises again, and the flow of electricity in water becomes strong. Therefore, based on the fact that the flow of water flowing through the
また本実施形態では、水質検知手段は、電解槽１から流れ出る水の水素イオン指数を測定することで水質を検知するものであって、制御部２４は、電解槽１よりも下流側において流路１６を流れる水の水素イオン指数が大きい状態から小さい状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行することも好ましい。
In the present embodiment, the water quality detection means detects the water quality by measuring the hydrogen ion index of the water flowing out of the electrolytic cell 1, and the
上述したように、濃縮モードで塩化物イオンを陽極に捕集すると、電解槽１を通過する水の水質が塩化物イオンの変動により変化する。より具体的には、塩化物イオンが陽極に捕集されることで、水中の塩化物イオン濃度が低下するため、水の電気分解をもってして平衡状態を保つので水酸化物イオンが増え水素イオン指数が大きくなる。その後、塩化物イオンが陽極に捕集される量が飽和すると水中の塩化物イオン濃度が再上昇し、水酸化物イオンが減少して水素イオン指数が小さくなる。そこでこの好ましい態様では、電解槽１よりも下流側において流路１６を流れる水の水素イオン指数が大きい状態から小さい状態に遷移したことに基づいて、濃縮モードから電解モードへ移行することで、十分な量の塩化物イオンが陽極に捕集された状態で電解モードへと移行することが可能となり、高濃度の次亜塩素酸を確実に得ることができる。
As described above, when chloride ions are collected on the anode in the concentration mode, the water quality of the water passing through the electrolytic cell 1 changes due to fluctuations in the chloride ions. More specifically, since chloride ions are collected at the anode, the chloride ion concentration in the water is lowered, so that the equilibrium state is maintained by electrolysis of water, so that hydroxide ions increase and hydrogen ions increase. The index grows. Thereafter, when the amount of chloride ions collected at the anode is saturated, the chloride ion concentration in the water rises again, the hydroxide ions decrease, and the hydrogen ion index decreases. Therefore, in this preferred embodiment, it is sufficient to shift from the concentration mode to the electrolysis mode based on the transition from the state in which the hydrogen ion index of the water flowing through the
１ 電解槽
２，４ 電極板
１０ 流路系統
１２ 給水源
１４ 洗浄ノズル
１６ 流路
１８ 流路
２０ 分岐部
２２ 排水流路
２４ 制御部
２６ 水質検知部
２８ 洗浄バルブ
３０ 排出バルブ
３２ 排出機構
１００ 衛生洗浄装置
１１０ 洋式大便器
１２０ 便器
ＷＤ 殺菌水生成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
水が通る給水路と、
前記給水路に設けられ、一対の電極を有し、前記一対の電極間に電圧を印加することで前記給水路を通る水を電解処理する電解槽領域と、
前記一対の電極間に印加する電圧を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記一対の電極間に印加する電圧が、陽極に塩化物イオンが引き寄せられる第１電圧となるように制御する濃縮モードと、
前記濃縮モードの実行後に、前記一対の電極間に印加する電圧が、前記第１電圧よりも高い電圧であって次亜塩素酸が生成される第２電圧となるように制御する電解モードと、を実行可能なように構成されていることを特徴とする殺菌水生成装置。 In a sterilizing water generating device that electrolyzes water containing chloride ions to generate chlorine at the anode and generates sterilizing water containing hypochlorous acid by reaction of this chlorine and water,
A waterway through which water passes,
An electrolytic cell region provided in the water supply channel, having a pair of electrodes, and electrolytically treating water passing through the water supply channel by applying a voltage between the pair of electrodes;
Control means for controlling the voltage applied between the pair of electrodes,
The control means includes
A concentration mode for controlling the voltage applied between the pair of electrodes to be a first voltage at which chloride ions are attracted to the anode;
An electrolytic mode for controlling the voltage applied between the pair of electrodes after the execution of the concentration mode to be a second voltage that is higher than the first voltage and generates hypochlorous acid; The sterilizing water generating device is configured to be capable of performing the above.
前記制御手段は、前記電気流測定手段が測定した電気の流れ方が弱い場合には、強い場合に比較して前記第１電圧の電圧値を増大させることを特徴とする請求項２に記載の殺菌水生成装置。 Comprising an electric current measuring means for measuring the flow of electricity supplied to the electrolytic cell region;
The said control means increases the voltage value of the said 1st voltage compared with the case where it is strong when the way of the electricity measured by the said electric current measurement means is weak. Sterilization water generator.
前記制御手段は、前記水質検知手段が検知した水質が、前記陽極に塩化物イオンが引き寄せられたことを示すものに変化したことに基づいて、前記濃縮モードから前記電解モードへ移行することを特徴とする請求項１に記載の殺菌水生成装置。 Water quality detection means for detecting the quality of water flowing through the water supply channel on the downstream side of the electrolytic cell region,
The control means shifts from the concentration mode to the electrolysis mode based on the fact that the water quality detected by the water quality detection means has changed to indicate that chloride ions have been attracted to the anode. The sterilizing water generator according to claim 1.
前記制御手段は、前記電解槽領域よりも下流側において前記給水路を流れる水の電気の流れ方が弱い状態から強い状態に遷移したことに基づいて、前記濃縮モードから前記電解モードへ移行することを特徴とする請求項４に記載の殺菌水生成装置。 The water quality detection means detects water quality by measuring the flow of electricity flowing out of the electrolytic cell region,
The control means shifts from the concentration mode to the electrolysis mode based on a transition from a weak state to a strong state of the electricity flow of water flowing through the water supply channel on the downstream side of the electrolytic cell region. The sterilizing water production | generation apparatus of Claim 4 characterized by these.
前記制御手段は、前記電解槽領域よりも下流側において前記給水路を流れる水の水素イオン指数が大きい状態から小さい状態に遷移したことに基づいて、前記濃縮モードから前記電解モードへ移行することを特徴とする請求項４に記載の殺菌水生成装置。 The water quality detection means detects water quality by measuring a hydrogen ion index of water flowing out of the electrolytic cell region,
The control means shifts from the concentration mode to the electrolysis mode based on a transition from a large hydrogen ion index of water flowing through the water supply channel to a small state downstream of the electrolytic cell region. The sterilizing water generating apparatus according to claim 4, wherein
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