CN104395243B - 电解水生成装置 - Google Patents

Abstract

提供一种电解水生成装置，其包括通过隔膜隔离的、包含第1电极的第1电极室和包含第2电极的第2电极室，隔膜能在第1电极与第2电极之间、以相对于第1电极和第2电极大致保持平行的状态进行移动，利用具有这种结构的电解水生成装置能以高取水效率生成电解还原水而不会混入次氯酸。

Description

电解水生成装置

技术领域

本发明涉及通过将水电解来生成电解还原水及电解酸性水的电解水生成装置。

背景技术

目前，作为医疗设备得到认可的家庭用电解水生成装置构成为对自来水进行净化，并进一步将其电解来生成电解还原水和电解酸性水。电解水生成装置包括电解槽，该电解槽包括例如通过隔膜进行隔离的阴极室和阳极室，通过对水进行电解从而自阴极室得到电解还原水、自阳极室得到电解酸性水。

然而，在这种电解水生成装置中，在相向配置的电极(阴极室的阴极、和阳极室的阳极)上会随着使用而附着异物。尤其，在阴极表面上附着水中所含的钙等金属离子。若这种异物附着于电极表面，则电极表面的电阻增加，且在相向配置的电极上流过的电流减少。由此，所获得的电解还原水、电解酸性水的离子浓度降低。因此，在现有的电解水生成装置中，在使用一段时间之后，需要通过将电极极性反转并进行电解，从而洗净电极。

例如，在日本专利第2618321号(专利文献1)中提出了如下电解水生成装置的方案，该电解水生成装置采用定期地将电极极性反转并据此对用于取出电解还原水和电解酸性水的水路进行切换的技术(双自动切换交叉水路方式:DoubleAutoChangeCrossLine)。专利文献1所公开的电解水生成装置构成为包括:通过隔膜隔离的、具有第1电极的第1电极室和具有第2电极的第2电极室；用于取出电解还原水的电解还原水取出口；用于取出电解酸性水的电解酸性水取出口；设置在第1电极室与电解还原水取出口之间且使第1电极室所生成的电解水流向电解还原水取出口的第1水路；设置在第2电极室与电解酸性水取出口之间且使第2电极室所生成的电解水流向电解酸性水取出口的第2水路；设置在第2电极室与电解还原水取出口之间且使第2电极室所生成的电解水流向电解还原水取出口的第3水路；设置在第1电极室与电解酸性水取出口之间且使第1电极室所生成的电解水流向电解酸性水取出口的第4水路；切换阀，该切换阀进行水路切换，使得在所述第1水路和所述第2水路打开时，将所述第3水路和所述第4水路关闭，另一方面，在所述第1水路和所述第2水路关闭时，将所述第3水路和所述第4水路打开；以及控制单元，该控制单元进行控制使得若所述第1电极与所述第2电极之间的供电电压发生反转，则使所述切换阀进行动作。由此，提供了如下电解水生成装置，即，即便为了将电极表面洗净而使电极极性发生反转来进行电解，也能始终从电解还原水取出口取出电解还原水、从电解酸性水取出口取出电解酸性水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本授权专利第2618321号

发明内容

发明所要解决的技术问题

采用专利文献1所公开的技术的电解水生成装置构成为，如上所述那样在电解槽前后设置多个水路(交叉水路)，根据电极极性的切换，对流入到电解槽的水路、从电解槽流出的水路进行切换。在这种电解水生成装置中，为了对各阴极室、阳极室交替进行切换，第1电极室与第2电极室的容积比率通常为1:1。此外，这种电解水生成装置构成为通常在交叉水路的前后设置流量调节阀，利用该流量调节阀来改变电解还原水与电解酸性水之间的取水比率。根据与第1电极室及第2电极室的容积比率的关系，电解还原水与电解酸性水的取水比率的极限是电解还原水:电解酸性水=1:1～5:1左右，若要按照该比率以上的高比率来取出电解还原水，则电解还原水中会混入次氯酸，因此不实用。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能以高取水比率来生成电解还原水且不会混入次氯酸的电解水生成装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的电解水生成装置的特征在于，构成为包括由隔膜隔离的、包含第1电极的第1电极室和包含第2电极的第2电极室，隔膜能在第1电极与第2电极之间以相对于第1电极和第2电极大致保持平行的状态进行移动。

本发明的电解水生成装置优选还包括:用于取出电解还原水的电解还原水取出口；用于取出电解酸性水的电解酸性水取出口；设置在第1电极室与电解还原水取出口之间且使第1电极室所生成的电解水流向电解还原水取出口的第1水路；设置在第2电极室与电解酸性水取出口之间且使第2电极室所生成的电解水流向电解酸性水取出口的第2水路；设置在第2电极室与电解还原水取出口之间且使第2电极室所生成的电解水流向电解还原水取出口的第3水路；设置在第1电极室与电解酸性水取出口之间且使第1电极室所生成的电解水流向电解酸性水取出口的第4水路；切换阀，该切换阀进行水路切换，使得在所述第1水路和所述第2水路打开时，将所述第3水路和所述第4水路关闭，另一方面，在所述第1水路和所述第2水路关闭时，将所述第3水路和所述第4水路打开；以及控制单元，该控制单元进行控制使得若所述第1电极与所述第2电极之间的供电电压发生反转，则使所述切换阀进行动作。

本发明的电解水生成装置优选构成为包括多个交替配置的第1电极室、第2电极室的至少任一个，彼此相邻的第1电极室与第2电极室通过隔膜进行隔离，隔膜的至少任一个能在相对于第1电极和第2电极大致保持平行的状态下进行移动。

本发明的电解水生成装置优选构成为隔膜根据彼此相邻的第1电极室与第2电极室之间的压力差而移动。

发明效果

根据本发明，能以高取水比率来生成电解还原水且不会混入次氯酸，能减少电解酸性水的排出量，因此，对环境保护也作出贡献。

附图说明

图1是示意性示出本发明的一个优选示例的电解水生成装置中的电解槽1的图。

图2是示意性示出图1所示电解水生成装置的电极极性发生反转的状态的图。

图3是用于对双自动切换交叉水路方式中的水路切换进行说明的示意图。

图4是示意性示出本发明的另一优选示例的电解水生成装置中的电解槽51的图。

图5是示意性示出图4所示电解水生成装置的电极极性发生反转的状态的图。

具体实施方式

图1是示意性示出本发明的一个优选示例的电解水生成装置中的电解槽1的图，图2是示意性示出图1所示电解水生成装置的电极极性发生反转的状态的图。本发明的电解水生成装置的特征在于，构成为包括由隔膜2隔离的、包含第1电极3的第1电极室4和包含第2电极5的第2电极室6，隔膜2能在第1电极3与第2电极5之间以相对于第1电极3和第2电极5大致保持平行的状态下进行移动。

在现有的电解水生成装置中，若将取水比率提高至电解还原水:电解酸性水=5:1左右以上，则会造成电解还原水中混入次氯酸。次氯酸通常会混入到阳极室所获得的电解酸性水中、且电解时将阴极室内的水压设定成进行加压，因此，理论上阴极室中不会混入次氯酸。然而现实中电解还原水中会混入次氯酸，作为其原因，考虑以下可能性:电解槽中阳极室和阴极室的容积比率成为1:1，若将取水比率提高，则通过阴极室的电解还原水和通过阳极室的电解酸性水的速度差增大(电解还原水侧的通过速度与取水比率成比例地变快)，以该速度差而通过隔膜，使得次氯酸由阳极室引入至阴极室。

对此，在本发明的电解水生成装置中，使得隔膜2能在相对于第1电极3和第2电极5大致保持平行的状态下进行移动，从而根据情况改变阴极室与阳极室之间的容积比率，能将上述那样的电解还原水和电解酸性水之间的速度差降低。由此，提供如下电解水生成装置，即，即使以高比率取出电解还原水，电解还原水中也不会混入次氯酸。

本发明的电解水生成装置优选为采用双自动切换交叉水路方式的装置。本文中，图3是用于对双自动切换交叉水路方式中的交叉水路10的切换进行说明的示意图。即，本发明的电解水生成装置包括用于取出电解还原水的电解还原水取出口11和用于取出电解酸性水的电解酸性水取出口12。本发明的电解水生成装置还包括以下水路(交叉水路10)。

·设置在第1电极室4与电解还原水取出口11之间且使第1电极室4所生成的电解水流向电解还原水取出口11的第1水路13、

·设置在第2电极室6与电解酸性水取出口12之间且使第2电极室6所生成的电解水流向电解酸性水取出口12的第2水路14、

·设置在第2电极室6与电解还原水取出口11之间且使第2电极室6所生成的电解水流向电解还原水取出口11的第3水路15、

·设置在第1电极室4与电解酸性水取出口12之间且使第1电极室4所生成的电解水流向电解酸性水取出口12的第4水路16。

在图3所示示例中，本发明的电解水生成装置还包括:切换阀17，该切换阀17进行水路切换，使得在第1水路13和第2水路14打开时，将第3水路15和第4水路16关闭(图3(a))，另一方面，在第1水路13和第2水路14关闭时，将第3水路15和第4水路16打开(图3(b))；以及控制单元(未图示)，该控制单元进行控制使得若第1电极3与第2电极5之间的供电电压发生反转，则使切换阀17进行动作。

例如，图1中例示了将第1电极3设为阳极、将第2电极5设为阴极的情况。在该情况下，将提供至阳极室即第1电极室4的原水(未净化水)21进行电解来取出作为电解酸性水23，且利用图3(b)状态下的切换阀17，使其通过第4水路16而流向电解酸性水取出口12。另一方面，将提供至阴极室即第2电极室6的原水22进行电解来取出作为电解还原水24，且利用图3(b)状态下的切换阀17，使其通过第3水路15而流向电解还原水取出口11。此时，若将来自阴极室即第2电极室6的电解还原水24的取水效率提高，则第2电极室6内的压力增高，产生图1中箭头符号A所示方向的压力。此时，在本发明的电解水生成装置中，隔膜2在相对于第1电极3和第2电极5大致保持平行的状态下、由于上述压力而朝第1电极3一侧移动。由此，能使阴极室即第2电极室6的容积比阳极室即第1电极室4要大，即使将电解还原水24的取水效率提高至电解还原水:电解酸性水=5:1左右以上，也能将通过阴极室(该情况下为第2电极室6)的电解还原水24与通过阳极室(该情况下为第1电极室4)的电解酸性水23的速度差减小，所获得的电解还原水24中也不会混入有次氯酸。

此外，图2中例示了与图1所示示例相比电极极性发生反转、第1电极3为阴极、第2电极5为阳极的情况。在该情况下，将提供至阴极室即第1电极室4的原水21进行电解来取出作为电解还原水24，且利用图3(a)状态下的切换阀17，使其通过第1水路13而流向电解还原水取出口11。另一方面，将提供至阳极室即第2电极室6的原水22进行电解来取出作为电解酸性水23，且利用图3(a)状态下的切换阀17，使其通过第2水路14而流向电解酸性水取出口12。此时，若将来自阴极室即第1电极室4的电解还原水24的取水效率提高，则第1电极室4内的压力增高，产生图2中箭头符号B所示方向的压力。此时，在本发明的电解水生成装置中，隔膜2在相对于第1电极3和第2电极5大致保持平行的状态下、因上述压力而朝第2电极5一侧移动。由此，能使阴极室即第1电极室4的容积比阳极室即第2电极室6要大，即使将电解还原水24的取水效率提高至电解还原水:电解酸性水=5:1左右以上，也能将通过阴极室(该情况下为第1电极室4)的电解还原水24与通过阳极室(该情况下为第2电极室6)的电解酸性水23的速度差减小，所获得的电解还原水24中也不会混入有次氯酸。

对于使隔膜2能在相对于第1电极3和第2电极5大致保持平行的状态下进行移动的单元/方法，没有特殊限制，能使用现有公知的适当单元/方法来实现。例如，在图1和图2所示示例中，在隔膜2的相对于图1和图2的纸面的上下方向的端部设置肋状物31a(上侧)和肋状物31b(下侧)，并且在电解槽1内的相对于图1和图2的纸面的上侧设置密封垫32a(第1电极3侧)、33a(第2电极5侧)，在下侧设置密封垫32b(第1电极3侧)、33b(第2电极5侧)。密封垫32a、32b、33a、33b分别在相对于第1电极3和第2电极5大致平行的方向上延伸，具有隔膜2端部的肋状物31a、31b分别与其卡定的形状。由此，在图1所示状态下，如上所述那样，隔膜2移动至第1电极3一侧，且上侧肋状物31a与上侧第1电极3侧的密封垫32a卡定、下侧肋状物31b与下侧第1电极3侧的密封垫32b卡定。此外，在图2所示状态下，如上所述那样，隔膜2移动至第2电极5一侧，且上侧肋状物31a与上侧第2电极5侧的密封垫33a卡定、下侧肋状物31b与下侧第2电极5侧的密封垫33b卡定。在图1、图2所示的状态下，隔膜2均相对于第1电极3和第2电极5大致保持平行。如上所述，本发明的电解水生成装置优选构成为隔膜2根据彼此相邻的第1电极室4与第2电极室6之间的压力差而移动。

本发明的电解水生成装置还可构成为包括多个交替的、由隔膜将彼此隔离的第1电极室和第2电极室，多个隔膜中的至少任一个能在相对于第1电极和第2电极大致保持平行的状态下进行移动。图4是示意性示出本发明的另一优选示例的电解水生成装置中的电解槽51的图，图5是示意性示出图4所示电解水生成装置的电极极性发生反转的状态的图。图4和图5所示示例的电解水生成装置中，第1电极54大致平行地夹在2个第2电极55、56之间，且在第1电极54与第2电极55之间设有隔膜52，在第1电极54与第2电极56之间设有隔膜53.

例如，图4中例示了将第1电极54设为阴极、将第2电极55、56设为阳极的情况。在该情况下，将提供至阴极室即第1电极54与隔膜52之间的第1电极室61、及阴极室即第1电极54与隔膜53之间的第1电极室62的原水71进行电解来取出作为电解还原水74，且利用图3(a)状态下的切换阀17，使其通过第1水路13而流向电解还原水取出口11。另一方面，将提供至阳极室即隔膜52与第2电极55之间的第2电极室63的原水72、及提供至阳极室即隔膜53与第2电极56之间的第2电极室64的原水73进行电解来取出作为电解酸性水75，且利用图3(a)状态下的切换阀17，使其通过第2水路14而流向电解酸性水取出口12。此时，若将来自阴极室即第1电极室61、62的电解还原水74的取水效率提高，则第1电极室61、62内的压力增高，产生图4中由箭头符号C1、C2分别所示方向的压力。此时，在本发明的电解水生成装置中，隔膜52在相对于第1电极54及第2电极55、56大致保持平行的状态下朝第2电极55一侧移动，隔膜53在相对于第1电极54及第2电极55、56大致保持平行的状态下朝第2电极56一侧移动。由此，能使阴极室即第1电极室61、62的容积比阳极室即第2电极室63、64要大，即使将电解还原水74的取水效率提高至电解还原水:电解酸性水=5:1左右以上，也能将通过阴极室(该情况下为第1电极室61、62)的电解还原水74与通过阳极室(该情况下为第2电极室63、64)的电解酸性水75的速度差减小，所获得的电解还原水74中也不会混入有次氯酸。

此外，图5中例示了与图4所示示例相比电极极性发生反转、并设第1电极54为阳极、第2电极55、56为阴极的情况。在该情况下，将提供至阳极室即第1电极54与隔膜52之间的第1电极室61、及阴极室即第1电极54与隔膜53之间的第1电极室62的原水71进行电解来取出作为电解酸性水75，且利用图3(b)状态下的切换阀17，使其通过第4水路16而流向电解酸性水取出口12。另一方面，将提供至阴极室即隔膜52与第2电极55之间的第2电极室63的原水72、及提供至阴极室即隔膜53与第2电极56之间的第2电极室64的原水73进行电解来取出作为电解还原水74，且利用图3(b)状态下的切换阀17，使其通过第3水路15而流向电解还原水取出口11。此时，若将来自阴极室即第2电极室63、64的电解还原水74的取水效率提高，则第2电极室63、64内的压力增高，产生图5中由箭头符号D1、D2分别所示方向的压力。此时，在本发明的电解水生成装置中，隔膜52在相对于第1电极54及第2电极55、56大致保持平行的状态下朝第1电极54一侧移动，隔膜53在相对于第1电极54及第2电极55、56大致保持平行的状态下朝第1电极54一侧移动。由此，能使阴极室即第2电极室63、64的容积比阳极室即第1电极室61、62要大，即使将电解还原水74的取水效率提高至电解还原水:电解酸性水=5:1左右以上，也能将通过阴极室(该情况下为第2电极室63、64)的电解还原水74与通过阳极室(该情况下为第1电极室61、62)的电解酸性水75的速度差减小，所获得的电解还原水74中也不会混入有次氯酸。

图4和图5只不过是多相结构的一个示例，多层结构的本发明的电解水生成装置不限于此。另外，在多相结构的情形下，作为使隔膜能在相对于第1电极和第2电极大致保持平行的状态下进行移动的单元/方法，可利用图1和图2示例中所举出的由肋状物和密封垫构成的卡定结构(在图4、图5中示出了该情况)，但不限于此。

标号说明

1电解槽、

2隔膜、

3第1电极、

4第1电极室、

5第2电极、

6第2电极室、

10交叉水路、

11电解还原水取出口、

12电解酸性水取出口、

13第1水路、

14第2水路、

15第3水路、

16第4水路、

17切换阀、

21、22原水、

23电解酸性水、

24电解还原水、

31a、31b肋状物、

32a、32b、33a、33b密封垫、

51电解槽、

52隔膜、

54第1电极、

55、56第2电极、

61、62第1电极室、

63、64第2电极室、

71、72、73原水、

74电解还原水、

75电解酸性水。

Claims (3)

1.一种电解水生成装置，构成为包括：

由隔膜(2、52、53)隔离的、包含第1电极(3、54)的第1电极室(4、61、62)及包含第2电极(5、55、56)的第2电极室(6、63、64)，隔膜(2、52、53)能在第1电极(3、54)与第2电极(5、55、56)之间、以相对于第1电极(3、54)和第2电极(5、55、56)大致保持平行的状态进行移动，

隔膜(2、52、53)根据彼此相邻的第1电极室(4、61、62)与第2电极室(6、63、64)之间的压力差进行移动。

2.如权利要求1所述的电解水生成装置，其特征在于，还包括：

用于取出电解还原水(24、74)的电解还原水取出口(11)；

用于取出电解酸性水(23、75)的电解酸性水取出口(12)；

设置在第1电极室(4、61、62)与电解还原水取出口(11)之间且使第1电极室(4、61、62)所生成的电解水流向电解还原水取出口(11)的第1水路(13)；

设置在第2电极室(6、63、64)与电解酸性水取出口(12)之间且使第2电极室(6、63、64)所生成的电解水流向电解酸性水取出口(12)的第2水路(14)；

设置在第2电极室(6、63、64)与电解还原水取出口(11)之间且使第2电极室(6、63、64)所生成的电解水流向电解还原水取出口(11)的第3水路(15)；

设置在第1电极室(4、61、62)与电解酸性水取出口(12)之间且使第1电极室(4、61、62)所生成的电解水流向电解酸性水取出口(12)的第4水路(16)；

切换阀(17)，该切换阀(17)进行水路切换，使得在所述第1水路(13)和所述第2水路(14)打开时，将所述第3水路(15)和所述第4水路(16)关闭，另一方面，在所述第1水路(13)和所述第2水路(14)关闭时，将所述第3水路(15)和所述第4水路(16)打开；以及

控制单元，该控制单元进行控制使得若所述第1电极(3、54)与所述第2电极(5、55、56)之间的供电电压发生反转，则使所述切换阀(17)进行动作。

3.如权利要求1或2所述的电解水生成装置，其特征在于，构成为包括：

多个交替配置的第1电极室(61、62)及第2电极室(63、64)，彼此相邻的第1电极室(61、62)与第2电极室(63、64)通过隔膜(52、53)进行隔离，隔膜(52、53)的至少任一个能在相对于第1电极(54)和第2电极(55、56)大致保持平行的状态下进行移动。