[发明专利]产生过氧化氢

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过电解池来产生过氧化氢的设备和方法，且特别涉及一种设置为例如在自动洗碗机中产生过氧化氢的设备。

背景技术

在传统的自动洗碗机中，采用清洁剂来产生清洗液体，以在放置于洗碗机中用于清洗的脏物上使用。但是，当清洗液体被释放到环境中时，这种清洁剂会分解并产生污染物质。

已经提出在自动洗碗机中使用过氧化氢溶液作为清洗液。过氧化氢的优点在于其仅能分解成水和氢，二者是无害的且不会对环境带来问题。

过氧化氢可能遇到的问题是其不稳定且不能长期保存而不分解。这些性质降低了利用过氧化氢的吸引力，特别是在家用环境中过氧化氢的使用相对不频繁和/或用量很小。

有鉴于这些问题，已经提出在使用时产生过氧化氢。用于电解地产生过氧化氢的方法和设备披露于US6,767,447中。电能用于产生电化学反应，即水的电解。通过控制电解池阴极处的化学反应，产生过氧化氢。但是，该过程需要很长时间，通常要数个小时，这降低了其作为家用过氧化溶液来源的易用性。

发明内容

因而，本发明提供了一种用于产生过氧化氢的设备，包括设置为产生过氧化氢的电解池、用于储存通过电解池产生的过氧化氢的贮存器和设置为启动电解池并将储存的过氧化氢从贮存器供应到电解池的控制器。

通过将储存的过氧化氢作为电解池中的电解液，本发明允许过氧化氢的储存浓度在需要是达到最大。这抵消了储存的过氧化氢的自然分解。

有利的是，控制器设置为监测储存的过氧化氢已经存在于贮存器中的时间长度，并取决于该储存的时间长度来启动电解池经过一段时间。

优选的是，过氧化氢的pH被控制，以使得其低于预定值。已经发现过氧化氢具有低的pH，接近中性时，与具有更强碱性pH的过氧化氢相比分解更慢。

本发明特别适用于在自动洗碗机汇中使用。在预清洗阶段过氧化氢的浓度可达到最大。

附图说明

现在将通过参考附图的例子对本发明进行描述，其中：

图1为电解池的示意图；

图2为用于控制图1中的电解池导电性的系统的示意图；

图3为图1的电解池中电流变化的图；

图4为图1的电解池中过氧化氢的浓度变化的图；

图5为过氧化氢分解的典型速率图；

图6为在不同初始浓度下图1的电解池中过氧化氢浓度的三次变化的图；

图7为根据本发明构造的用于储存和补充图1的电解池中的过氧化氢的系统的示意图；和

图8为并入了图1的电解池以及图2和7的系统的器具柜的局部剖切透视图。

在整个说明书中相似的附图标记指代相似的部件。

具体实施方式

图1示出了电解池，其通常由附图标记1表示。这纯粹是示意图且所示特征不能用于测量。为了清楚在该图中仅示出了一个电解池1，但是实际上可以串联地连接多个电解池。电解池1包括两个腔室2、3，二者被离子交换膜4分成具有阳极5的阳极腔室2和具有阴极6的阴极腔室3。电解池1还包括空气腔室7。阴极6为碳纤维布式的电极，其将阴极腔室3与空气腔室7分开。设置泵8，以便将空气从周围环境中泵入到空气腔室7中，以使得空气以一定压力被保持在腔室7中。压力使得空气被迫进入碳纤维布阴极6，以便向阴极提供氧气。氧气对于在阴极腔室3中产生过氧化氢来说是必要的。

阳极5和阴极6连接至DC电源9形式的电源。该电源可从主电源处获得，该主电源可被适当地转换并整流成具有适当电流和电压的DC电源9。电解池1通过在阳极5和阴极6之间施加电势来启动，以产生腔室2、3中的离子和电极之间的内部化学反应。如果离子为带正电的阳离子，则它们朝向阴极6流动并被还原。如果离子为带负电的阴离子，则它们朝向阳极5流动并被氧化。

在阴极6处的化学反应可简单地表示为：

2H⁺+O₂+2e^-→H₂O₂

该反应包括通过氢离子和电子使来自空气腔室7的氧气进行阴极还原，所述氢离子和电子产生于阳极腔室2中且经由膜4转移到阴极腔室3中。通过控制该反应，在阴极腔室3中产生过氧化氢。

电解池1的腔室2、3在其中具有各自不同的电解液。与阴极腔室3相关的电解液被称为阴极电解液10。与阳极腔室2相关的电解液称为阳极电解液11。