專(zhuān)利名稱(chēng)：活性氧生成裝置、加濕器和帶有加濕器的空氣凈化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性氧生成裝置，特別涉及能夠以簡(jiǎn)易的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)以高效率、連續(xù)地 產(chǎn)生活性氧的手段的活性氧生成裝置。
背景技術(shù)：
目前為止，作為生成用于將水中存在的有害微生物、雜菌殺滅的活性氧的手段，已 知使用放電、光催化劑的方法等。但是，前者的放電方式存在著電能多、必須確保對(duì)于高電 壓輸入的安全性等問(wèn)題。此外，后者的光催化劑方式，存在著為了獲得效果需要紫外線的光 源，裝置大型化，對(duì)人體照射時(shí)有害的問(wèn)題。此外，也注意到在水中通過(guò)使用了電的電解而 生成活性氧的手段，但作為副生成物產(chǎn)生氫、氯，存在著可能會(huì)爆炸、產(chǎn)生刺激氣味等問(wèn)題。 作為解決這樣的問(wèn)題的手段，已知通過(guò)在陽(yáng)極與附載著具有活性氧產(chǎn)生能力的導(dǎo)電性高分 子(以下記作導(dǎo)電性高分子)的陰極之間通電而產(chǎn)生活性氧的手段(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn) 1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 特開(kāi)平10-99863號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求1、權(quán)利要求9、圖1)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題例如，聚苯胺等導(dǎo)電性高分子，氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)性優(yōu)異，從該導(dǎo)電性高分子向 水中的溶存氧供給電子，將氧還原而產(chǎn)生活性氧。對(duì)具有這樣的氧化還原能力的聚苯胺電 氣上給予還原電位，連續(xù)地進(jìn)行電子供給，則在水中持續(xù)生成活性氧。但是，水中的溶存氧 量有限，隨著溶存氧的消耗，活性氧的生成量也減少。此外，長(zhǎng)時(shí)間的使用時(shí)，由于在導(dǎo)電性 高分子表面附著雜質(zhì)等，因此活性氧的生成量減少。本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，其目的在于提供小型的活性氧生成裝置，該小型的 活性氧生成裝置能夠在補(bǔ)給空氣中的氧的同時(shí)高效率、連續(xù)地生成活性氧。用于解決問(wèn)題的手段本發(fā)明涉及的活性氧生成裝置，是在陽(yáng)極和由包含導(dǎo)電性高分子的基材構(gòu)成的 陰極之間存在水，通過(guò)在上述陽(yáng)極和上述陰極間通電，上述導(dǎo)電性高分子將上述水中溶存 的氧還原而生成活性氧的活性氧生成裝置，其中上述陰極以一部分表面在水面上突出的狀 態(tài)、能夠以水平軸為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。發(fā)明的效果本發(fā)明的活性氧生成裝置，通過(guò)由包含導(dǎo)電性高分子的基材構(gòu)成的陰極旋轉(zhuǎn)，在 該陰極的上部形成水膜，因此能夠從該水膜與大氣的界面獲取大氣中的氧。因此，在積極 地、連續(xù)地補(bǔ)給大氣中的氧的同時(shí)，與由導(dǎo)電性高分子供給的電子反應(yīng)，能夠高效率、連續(xù) 地生成活性氧。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式1的活性氧生成裝置的側(cè)視圖(a)和正視圖(b)。圖2表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的水中的溶存氧改進(jìn)設(shè)備即轉(zhuǎn)子的斜視圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)施方式2的活性氧生成裝置的側(cè)視圖(a)和正視圖(b)。圖4為本發(fā)明的實(shí)施方式3的活性氧生成裝置的側(cè)視圖(a)和正視圖(b)。附圖標(biāo)記說(shuō)明1水槽、2水、3陽(yáng)極、4陰極、4a導(dǎo)電性基材、4b導(dǎo)電性高分子、5直流電源、6旋轉(zhuǎn) 軸、6a支持軸、7突起部、7a棒狀突起、7b圓板、7c葉片、8轉(zhuǎn)子。
具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1以下對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式1，使用圖1進(jìn)行說(shuō)明。圖1(a)是本發(fā)明的實(shí)施方式 1中的活性氧生成裝置的側(cè)視圖，(b)為其正視圖。該活性氧生成裝置具有水槽1，以一部分或全部浸漬于水槽1的水2中而設(shè)置的 陽(yáng)極3，由包含導(dǎo)電性高分子4b的基材4a構(gòu)成、在與陽(yáng)極3之間相隔規(guī)定的間隔對(duì)向配置 的陰極4，與陽(yáng)極3和陰極4連接的電池等直流電源5;通過(guò)使陽(yáng)極3和陰極4間通電，導(dǎo)電 性高分子4b將介于兩電極間的水2中溶存的氧還原而生成活性氧。即，通過(guò)陰極3的表面 含有的導(dǎo)電性高分子4b，將電子供給水中溶存的氧，生成超氧化物、羥自由基、過(guò)氧化氫等 活性氧。其中，本實(shí)施方式1中，陽(yáng)極3將多個(gè)方形狀的導(dǎo)電板連接為梳齒狀而構(gòu)成，陰極4 通過(guò)在圓板狀的導(dǎo)電性基材4a的表面將導(dǎo)電性高分子4b涂布、粘合或含浸等而使其附載， 在多個(gè)圓板狀的導(dǎo)電性基材4a的中心插通導(dǎo)電性的旋轉(zhuǎn)軸6而成為了相互結(jié)合的構(gòu)成。此 外，各圓板狀的陰極4以介于梳齒狀的陽(yáng)極3之間的方式配置，并且陰極4的下部埋沒(méi)在水 面下，上部在水面上突出而配置。因此，以旋轉(zhuǎn)軸6為中心使陰極4旋轉(zhuǎn)時(shí)，在陰極3的表面形成水膜，因此從該水 膜與大氣的界面連續(xù)地獲取氧。即，氧向水中的補(bǔ)給成為可能。此時(shí)，在從水面突出的陰極 4的上部始終形成水膜，因此調(diào)整陰極4的旋轉(zhuǎn)速度以使該水膜不干燥。此外，活性氧的生成量依賴于浸漬在水中的面積，因此浸漬的面積越大越好，希望 浸漬了的部分務(wù)必成為通過(guò)旋轉(zhuǎn)暴露于大氣的構(gòu)造。這樣，通過(guò)使導(dǎo)電性的旋轉(zhuǎn)軸6成為與陰極4的通電部，陰極4和通電部的接點(diǎn)不 具有滑動(dòng)部，因此不必?fù)?dān)心旋轉(zhuǎn)引起的接點(diǎn)部的磨損。此外，通過(guò)使旋轉(zhuǎn)的中心成為通電 部，也不必考慮旋轉(zhuǎn)引起的配線的扭曲。此外，通過(guò)成為如下結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的只是陰極4，陽(yáng)極 3分離而浸漬在水中，配置的自由度增加，配線和通電方法變得容易。上述陰極4中使用的導(dǎo)電性高分子4b，從一般已知的聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚吡 咯、聚噻吩和聚乙炔中選擇使用至少1種材料。此外，基材4a的電阻值越低越好，表面電阻 值優(yōu)選為10_3-103Ω / 口。本活性氧生成裝置，由于外加在水中幾乎不產(chǎn)生電解的程度的微 小電壓，因此如果表面電阻值高，則在距離電極的通電部分最遠(yuǎn)的位置電壓下降大，變?yōu)閹?乎沒(méi)有外加電壓。此時(shí)，Ω/□為表面電阻值，表示測(cè)定對(duì)象物的表面Icm2的電阻值。此外，為了積極地使大氣與陰極4的表面接觸，優(yōu)選設(shè)置送風(fēng)設(shè)備(未圖示)。通過(guò)將大氣向陰極表面送風(fēng)，在陰極表面形成的水膜中獲取更多的氧成為可能，有助于活性 氧的生成量增加。如上所述設(shè)置送風(fēng)設(shè)備時(shí)，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)軸6設(shè)置具有多個(gè)突起部7的轉(zhuǎn) 子8以在水中和水上移動(dòng)，該突起部7受到風(fēng)力而能夠使旋轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)。再有，將突起部7 設(shè)置為與旋轉(zhuǎn)軸6大致平行或成放射狀。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠在不需要驅(qū)動(dòng)電源下使陰極 4旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的小型化和節(jié)能化。陰極4的基材4a，除了板形狀以外，可以形成為織布、網(wǎng)狀，由于表面積變大，因此 活性氧的生成量也增大。此外，可以由發(fā)泡體等多孔材料形成，旋轉(zhuǎn)時(shí)在基材內(nèi)部的空洞部 分，使水中獲取更多的大氣中的氧成為可能。本實(shí)施方式1中，陰極的導(dǎo)電性高分子是基材 含有的，在將導(dǎo)電性高分子涂布或含浸于基材的表面的情況下，基材可以是絕緣性的材料。作為保持大量的水中的溶存氧量的手段，可以將水溫調(diào)節(jié)為0-30°C。水溫越低，溶 存氧量越多，因此通過(guò)在水槽1內(nèi)或與水槽1相接的方式配置珀耳帖元件、冷凝器，從而保 持低水溫。如果為0°C以下，水結(jié)冰，如果為30°C以上，與0°C相比，溶存氧濃度減半，因此將 水溫調(diào)節(jié)到上述范圍內(nèi)。此外，如前所述，通過(guò)在旋轉(zhuǎn)軸6設(shè)置在水中和水上連續(xù)移動(dòng)的突起部7，該突起 部7從水上移動(dòng)到水中時(shí)，使水中獲取大氣中的氧，使水中的溶存氧增加，陰極表面上生成 的活性氧也增加。作為水中的溶存氧改進(jìn)設(shè)備的突起部7，例如如圖3所示，可以形成在圓 板7b設(shè)置了多個(gè)棒狀突起7a的刷狀的轉(zhuǎn)子8，或者形成在圓板7b突設(shè)有多個(gè)葉片7c的水 車(chē)樣的轉(zhuǎn)子8，是表面積大的突起物。實(shí)施方式2.以下對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式2，使用圖3進(jìn)行說(shuō)明。圖3(a)為本發(fā)明的實(shí)施方式 2中活性氧生成裝置的側(cè)視圖，(b)為其正視圖。本實(shí)施方式2中，使包含導(dǎo)電性高分子4b的圓筒形或轉(zhuǎn)鼓形的基材4a為陰極4， 使貫通其中心而配置的棒狀的導(dǎo)電性基材為陽(yáng)極3，上述陰極4旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，圓周面的一部 分(下部)浸漬在水中，圓周面的上部在水面上，成為通過(guò)在與該陽(yáng)極3之間通電而生成活 性氧的構(gòu)造。再有，上述陽(yáng)極3在與陰極4相對(duì)的部分，形成折曲為凹型以浸漬在水中的構(gòu) 造。即，該陽(yáng)極3是陰極4的支持軸6a，成為固定軸，陰極4和轉(zhuǎn)子7對(duì)于該支持軸6a (陽(yáng) 極3)自由地旋轉(zhuǎn)而被支持。此外，為了使陰極4和支持軸(陽(yáng)極3)電絕緣，在陰極4的凸 起(boss)部中介有由樹(shù)脂制等形成的絕緣管(bush)。此外，陰極4利用未圖示的馬達(dá)，通 過(guò)齒輪等旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這樣地構(gòu)成，能夠相對(duì)于裝置的容積，確保浸漬在水中的陰極4的面積大，高 的活性氧的生成量成為可能。此外，能夠以小面積形成陽(yáng)極3，作為構(gòu)造能夠簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)。實(shí)施方式3.以下對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施方式3，使用圖4進(jìn)行說(shuō)明。圖4(a)為本發(fā)明的實(shí)施方式 3中活性氧生成裝置的側(cè)視圖，(b)為其正視圖。本實(shí)施方式3中，使包含導(dǎo)電性高分子4b的圓筒形或轉(zhuǎn)鼓形的基材4a為陰極4， 該陰極4旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，圓周面的一部分(下部)浸漬在水中，圓周面的上部在水面上，成為通 過(guò)與在上述陰極4下的水槽1的底面配置的板狀的陽(yáng)極3之間通電而生成活性氧的構(gòu)造。通過(guò)成為這樣的構(gòu)造，能夠相對(duì)于裝置的容積，確保浸漬在水中的陰極4的面積 大，多的活性氧生成量成為可能。此外，陽(yáng)極3和陰極4的距離可以為l_20mm之間，陽(yáng)極3的配置可根據(jù)設(shè)置場(chǎng)所而改變，由于陰極4和陽(yáng)極3分離，因此兩極的通電方法也變得容
易ο在上述的實(shí)施方式1-3中，有時(shí)根據(jù)使用而在電極表面附著污垢，電流難以流動(dòng)， 外加過(guò)度的電壓。如果外加高電壓，基準(zhǔn)電位變化，成為優(yōu)先的不是活性氧而是氫產(chǎn)生，活 性氧的生成量減少。此外，有時(shí)根據(jù)使用陰極和陽(yáng)極接觸，產(chǎn)生過(guò)電流。如果對(duì)陰極中含有 的導(dǎo)電性高分子外加過(guò)電流，存在無(wú)法進(jìn)行由該導(dǎo)電性高分子供給電子的現(xiàn)象，此外，還擔(dān) 心外加過(guò)電流引起的著火。因此，可具有始終檢測(cè)在陰極和陽(yáng)極之間外加的電流值和電壓 值的設(shè)備(未圖示)，具有檢測(cè)到電流和電壓值的急劇上升時(shí)，通過(guò)停止兩極間的通電而防 止上述現(xiàn)象的機(jī)構(gòu)(控制設(shè)備)。 此外，通過(guò)上述的電極間的通電，與活性氧一起少量生成氫和氯。如果氫滯留，具 有引發(fā)爆炸的可能性，氯也是有害氣體，因此擔(dān)心對(duì)人體有損害。因此可具有通過(guò)在水上設(shè) 置上述氣體的檢測(cè)設(shè)備(未圖示)，在上述氣體的濃度增加的情況下調(diào)整或停止電極間的 通電的機(jī)構(gòu)(控制設(shè)備)。通過(guò)賦予裝置這樣的機(jī)構(gòu)(控制設(shè)備)，從而提高作為裝置的安全性。通過(guò)上述各實(shí)施方式中所示的活性氧生成裝置的構(gòu)成，能夠在補(bǔ)給空氣中的氧的 同時(shí)高效率、連續(xù)地生成活性氧。此外，活性氧具有殺滅水中的有害的微生物、雜菌的作用， 因此通過(guò)將本活性氧生成裝置搭載在加濕器、帶有加濕器的空氣凈化器，具有防菌-防味 效果，保持裝置的衛(wèi)生性成為可能。
權(quán)利要求
1.活性氧生成裝置，是在陽(yáng)極和由包含導(dǎo)電性高分子的基材構(gòu)成的陰極之間存在水， 通過(guò)在上述陽(yáng)極和上述陰極間通電，上述導(dǎo)電性高分子將上述水中溶存的氧還原而生成活 性氧的活性氧生成裝置，其特征在于，上述陰極以一部分表面在水面上突出的狀態(tài)、能夠以 水平軸為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。
2.權(quán)利要求1所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述陰極具有通電用的導(dǎo)電性的 旋轉(zhuǎn)軸作為上述水平軸。
3.權(quán)利要求1或2所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述陰極由多個(gè)圓板或者單一 的圓筒或轉(zhuǎn)鼓形成。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述陰極的導(dǎo)電性高分 子包括選自聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚吡咯、聚噻吩和聚乙炔中的至少一種材料。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述陰極的包含導(dǎo)電性 高分子的基材由具有10_3-103ω/ □的表面電阻值的材料構(gòu)成。
6.權(quán)利要求5所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述陰極的包含導(dǎo)電性高分子的 基材由發(fā)泡體等多孔材料構(gòu)成。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的活性氧生成裝置，其特征在于，具有使上述陰極旋轉(zhuǎn)的 送風(fēng)設(shè)備。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的活性氧生成裝置，其特征在于，將上述陰極和陽(yáng)極浸漬 的水的溫度保持在0-30°C。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的活性氧生成裝置，其特征在于，在上述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置多個(gè) 突起部以在上述水面下和水面上移動(dòng)。
10.權(quán)利要求9所述的活性氧生成裝置，其特征在于，將上述突起部對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)軸以 放射狀或通過(guò)轉(zhuǎn)子與上述旋轉(zhuǎn)軸大致平行地設(shè)置。
11.權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的活性氧生成裝置，其特征在于，具有檢測(cè)通電電流等 的動(dòng)作異常的檢測(cè)設(shè)備、該檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)到動(dòng)作異常時(shí)停止電極間的通電的控制設(shè)備。
12.權(quán)利要求11所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)電極間的電 流值或電壓值。
13.權(quán)利要求12所述的活性氧生成裝置，其特征在于，上述檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)通過(guò)電極間 的通電而生成的氫或氯的濃度。
14.加濕器或帶有加濕器的空氣凈化器，其特征在于，搭載了權(quán)利要求1-13任一項(xiàng)所 述的活性氧生成裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠在補(bǔ)給空氣中的氧的同時(shí)高效率、連續(xù)地生成活性氧的小型的活性氧生成裝置。在陽(yáng)極3和由包含導(dǎo)電性高分子4b的基材4a構(gòu)成的陰極4之間存在水，通過(guò)在上述陽(yáng)極3和上述陰極4間通電，上述導(dǎo)電性高分子4b將上述水中溶存的氧還原而生成活性氧的活性氧生成裝置中，上述陰極4以一部分表面在水面上突出的狀態(tài)、能夠以水平的導(dǎo)電性旋轉(zhuǎn)軸6為中心旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。
文檔編號(hào)A61L9/14GK102007230SQ20098011268
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月14日
發(fā)明者古橋拓也, 志賀彰, 竹內(nèi)史朗 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社