CN115052843B - 电解液体生成装置 - Google Patents

电解液体生成装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115052843B
CN115052843B CN202080095791.4A CN202080095791A CN115052843B CN 115052843 B CN115052843 B CN 115052843B CN 202080095791 A CN202080095791 A CN 202080095791A CN 115052843 B CN115052843 B CN 115052843B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cathode
electrolytic
anode
conductive film
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080095791.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115052843A (zh
Inventor
稻垣贤一郎
今堀修
山口友宏
森俊辅
长田实
黑田真未
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN115052843A publication Critical patent/CN115052843A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115052843B publication Critical patent/CN115052843B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/13—Ozone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/13—Single electrolytic cells with circulation of an electrolyte
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
    • C02F2001/46147—Diamond coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46157—Perforated or foraminous electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/78—Details relating to ozone treatment devices
    • C02F2201/782—Ozone generators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

电解液体生成装置具备：层叠体(17)，其以导电性膜(16)介于互相相邻的阴极(15)与阳极(14)之间的方式层叠而成；电解部(13)，其对液体进行电解处理；以及外壳，电解部(13)配置于该外壳的内部，该外壳形成有流路(12)。电解部(13)形成有槽部(25)，该槽部(25)在流路(12)开口，使导电性膜(16)与阴极(15)及阳极(14)之间的界面(23、24)的至少局部暴露。阴极(15)和阳极(14)中的任一电极的外周部的宽度小于电解部(13)的槽部(25)的宽度。由此，提供一种能够提高电解生成物在液体中的溶解浓度的电解液体生成装置。

Description

电解液体生成装置
技术领域
本发明涉及一种电解液体生成装置。
背景技术
以往，公知有一种电解液体生成装置，该电解液体生成装置具有将阳极、导电性膜和阴极层叠而形成的电解部，利用电解部生成臭氧(电解生成物)而得到臭氧水(电解液体)(例如参照专利文献1)。
专利文献1所记载的电解部具有使形成于作为电极的阴极的孔和形成于导电性膜的孔连通的槽部。而且，通过向电解部施加电压，而对导入到槽部的水进行电解处理，来生成臭氧。
在上述以往的技术中，在导电性膜与阳极之间的界面附近产生的臭氧一边沿着水(液体)的流动被向流路的下游侧运送，一边溶解于水中。然后，通过臭氧溶解于水中，而生成溶解臭氧水(臭氧水：电解液体)。
然而，在上述以往的技术中，阳极(电极)的外周部的宽度大于阴极(电极)的槽部的宽度。因此，向通水方向(通液方向)的下游侧运送的臭氧被阳极的外周部阻碍。而且，在阳极的外周部被阻碍的臭氧的气泡较大程度地生长。由此，存在即使臭氧离开电极的界面，臭氧也不溶解于水而是在水中漂浮的情况。其结果，可能导致臭氧在水中的溶解浓度降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－176993号公报
发明内容
本公开提供一种能够提高电解生成物在液体中的溶解浓度的电解液体生成装置。
本公开的技术方案的电解液体生成装置具备：层叠体，其以导电性膜介于互相相邻的构成电极的阴极和阳极之间的方式层叠而成；电解部，其对液体进行电解处理；以及外壳，电解部配置于该外壳的内部。外壳具有：流入口，其供向电解部供给的液体流入；流出口，其供在电解部生成的电解液体流出；以及流路，其以通液方向成为与层叠体的层叠方向交叉的方向的方式形成。电解部具有槽部，该槽部形成为在流路开口，并使导电性膜与电极之间的界面的至少局部暴露。而且，阴极和阳极中的任一电极的外周部的宽度小于电解部的槽部的宽度。
根据本公开，能够提供一种能够提高电解生成物在液体中的溶解浓度的电解液体生成装置。
附图说明
图1是分解表示实施方式的臭氧水生成装置的立体图。
图2是将本实施方式的臭氧水生成装置沿与通液方向正交的平面剖切后的剖视图。
图3是放大表示本实施方式的电解部的形成有槽部的部位的剖视图。
图4是将本实施方式的阴极层叠于导电性膜上的状态局部放大地表示的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明实施方式。但是，有时省略过于详细的说明。例如，有时省略已经公知的事项的详细说明、或者针对实质上相同的结构的重复说明。
此外，附图和以下的说明是为了使本领域技术人员充分地理解本公开而提供的，并不意图通过它们来限定权利要求书所记载的主题。
以下，作为电解液体生成装置，以臭氧水生成装置为例进行说明。臭氧水生成装置产生臭氧(电解生成物)，使臭氧溶解于水(液体)中，而生成臭氧水(电解水：电解液体)。此外，臭氧水具有无残留性、不生成副产物的优点，对杀菌、有机物的分解是有效的。因此，臭氧水在水处理领域、食品、医学领域中被广泛利用。
另外，以下，将流路的延伸方向作为通液方向(液体流动的方向)X，将流路的宽度方向作为宽度方向(横穿通液方向的方向)Y，将电极和导电性膜层叠的方向作为层叠方向Z来进行说明。此外，在本实施方式中，关于层叠方向Z，以电解液体生成装置的电极壳盖位于上方的方式配置的状态下的上下方向成为层叠方向Z。
以下，关于本实施方式的臭氧水生成装置10(电解液体生成装置)，使用图1至图4分项地进行说明。
[1.结构]
首先，使用图1至图3说明本实施方式的臭氧水生成装置10的结构。
如图1和图2所示，本实施方式的臭氧水生成装置10具有外壳11。外壳11具有形成于内部的流路12。
外壳11在内部收纳电解部13。电解部13以与流路12相对地面向流路12的方式配置。电解部13对在流路12内流动的水进行电解处理。
此外，如图3所示，在本实施方式中，电解部13以电解部13的上表面13a(层叠方向Z的一侧的面)与流路12相对地面向流路12的方式配置于外壳11内。
另外，电解部13具有层叠体17。层叠体17通过层叠相邻的构成电极的阳极14和阴极15、导电性膜16的方式构成，该导电性膜16介于阳极14与阴极15之间。
另一方面，形成于外壳11的流路12具备供向电解部13供给的水等液体WA流入的流入口21和供在电解部13生成的臭氧水WB流出的流出口22(参照图1)。另外，流路12以通液方向X与层叠体17的层叠方向Z交叉的方向形成于外壳11内。
层叠体17具有多个槽部25，该多个槽部25在流路12开口，并形成为使导电性膜16与阳极14之间的界面23和导电性膜16与阴极15之间的界面24各自的至少局部暴露(参照图3)。此外，在层叠体17形成有至少一个槽部25即可。
也就是说，在本实施方式的臭氧水生成装置10中，上述槽部25形成于层叠体17。由此，能够将自外壳11的流入口21供给到流路12内的水向槽部25内导入。而且，主要对导入到槽部25内的水实施引起电化学反应的电解处理。其结果，生成溶解有作为电解生成物的臭氧的臭氧水。
此外，外壳11例如使用PPS等非导电性的树脂形成。
另外，在本实施方式中，外壳11具备在上方开口且形成有收纳电解部13的凹部26的电极壳27和自上方覆盖电极壳27的开口的电极壳盖28等。
如图1所示，电极壳27具备底壁部31、与底壁部31的周缘部连续地设置的周壁部32，电极壳27以在上方开口的大致箱状(包含箱状)形成。也就是说，电极壳27具有凹部26，该凹部26形成为由底壁部31的内表面31a和周壁部32的内表面32a划分形成，并在上方开口。
并且，自电极壳27的凹部26的开口侧(上方)向凹部26内导入电解部13。由此，将电解部13收纳于电极壳27的凹部26内。此时，在沿着层叠方向Z观察的俯视时，凹部26的开口形成为大于电解部13的轮廓形状。因此，能够将层叠方向Z与上下方向一致的电解部13保持该姿势地插入于凹部26内。
而且，在本实施方式中，电解部13借助弹性体33收纳于凹部26内。具体而言，电解部13以弹性体33介于电解部13与电极壳27之间且弹性体33与电解部13的下表面13b(层叠方向Z的另一侧的面)抵接的状态收纳于凹部26内。此外，弹性体33例如使用橡胶、塑料、金属弹簧等具有弹性力的材料形成。
另外，在本实施方式中，在将电极壳盖28安装于电极壳27而构成了外壳11时，在电解部13与电极壳盖28之间形成流路12。此时，优选流路12形成为电解部13所面向的部位的截面积(流路12的沿与通液方向X正交的面剖切了时的面积)大致相同(包含相同)。
电极壳盖28具备突部35和大致长方形(包含长方形)的板状的盖部主体34等。突部35自盖部主体34的下部中央向下方突出地设置，并形成为能够插入于电极壳27的凹部26。
另外，盖部主体34的突部35具有遍及周缘部的整周地形成的熔接用的嵌合凹部36。而且，在将电极壳盖28安装于电极壳27时，在电极壳27的开口的周围遍及整周地形成的熔接用的嵌合突部37插入于嵌合凹部36(参照图2)。
在本实施方式中，电极壳27具有凸缘部38，该凸缘部38遍及周壁部32的上端的整周地形成，并朝向外方大致水平(包含水平)地延伸。在凸缘部38以包围电极壳27的开口的方式形成有向上方突出的嵌合突部37。而且，使电极壳盖28的突部35插入于电极壳27的凹部26，并且向嵌合凹部36插入嵌合突部37。在上述状态下，通过使电极壳盖28与电极壳27熔接，从而形成外壳11。
此外，除上述熔接以外，还可以在使密封件介于电极壳盖28与电极壳27之间的状态下，将电极壳盖28螺纹紧固于电极壳27，而将电极壳盖28安装于电极壳27。
另外，电极壳盖28的盖部主体34的突部35具备突起部41，该突起部41形成于该突部35的下表面侧的宽度方向Y上的两端和中央，并将电解部13朝向下方按压。并且，将电解部13隔着弹性体33收纳在凹部26内，并将电极壳盖28安装于电极壳27。由此，利用设于电极壳盖28的突起部41，将电解部13向下方按压。
也就是说，在本实施方式中，利用电极壳盖28的突起部41将电解部13向下方按压。由此，能够利用弹性体33对电解部13的整体施加一定的压力。其结果，利用按压，能够进一步提高构成电解部13的各构件的密合性。
此外，在本实施方式中，弹性体33具有多个贯通孔42，该多个贯通孔42在层叠方向Z上贯通，并沿着长边方向(通液方向X)形成。由此，在利用电解部13按压了弹性体33时，弹性体33也会在贯通孔42的内表面侧发生变形。其结果，能够抑制被电解部13按压的弹性体33对电极壳27的压迫。
另外，在本实施方式中，盖部主体34具有形成于上表面的槽43。槽43例如在固定臭氧水生成装置10时能够用于定位、卡挂、防反向插入等。由此，能够更容易地将臭氧水生成装置10组装于需要产生臭氧的器械。
也就是说，上述臭氧水生成装置10能够在组装于其他的器械或设备的状态下使用。此时，在将臭氧水生成装置10向其他的器械或设备组装时，优选以流入口21在下、流出口22在上的方式立起的状态配置。若如上所述地配置臭氧水生成装置10，则能够使在电极界面产生的臭氧在浮力的作用下快速地离开电极界面。也就是说，能够使在电极界面产生的臭氧在气泡生长之前快速地离开电极界面。由此，臭氧容易溶解于水中，因而臭氧水的生成效率提高。此外，臭氧水生成装置10的配置状态并不限定于上述配置。例如，只要是能够使产生的臭氧离开电极界面的结构即可，可以是任意的配置。
接着，参照图1～图3说明电解部13的具体的结构。
如图1所示，电解部13在俯视时(从层叠方向Z观察的状态下)形成为通液方向X成为长边方向的大致长方形状(包含长方形状)。而且，电解部13具备阳极14、导电性膜16、阴极15自下方依次层叠而构成的层叠体17。此时，在本实施方式中，层叠体17以导电性膜16介于互相相邻的构成电极的阳极14与阴极15之间的方式层叠而成。
另外，在层叠体17的阳极14的下方层叠有供电体44。而且，例如，自外部的电源供给部(未图示)供给的电力经由供电体44供给到阳极14。
在本实施方式中，供电体44、阳极14、导电性膜16以及阴极15均形成为具有将通液方向X作为长边方向、将宽度方向Y作为短边方向的长方形的平面形状且在层叠方向Z上具有厚度的平板形状。此外，阳极14和阴极15也可以是膜状、网眼状、线状。
供电体44例如使用钛形成，同阳极14的与导电性膜16相反的一侧的面接触。另外，供电体44在长边方向的一端(通液方向X的上游侧)借助旋涡状的弹簧部44c电连接有阳极用的供电轴44b。供电轴44b插入于形成在电极壳27的底壁部31的通液方向X的一端侧的贯通孔45。而且，供电轴44b的突出到电极壳27的外部的部分与未图示的电力供给部的正极电连接。
阳极14例如是在使用硅形成的长度为100mm左右的导电性基板上形成导电性金刚石膜而形成的。在本实施方式中，排列两张长度为50mm左右的导电性基板，而形成阳极14(参照图1)。上述导电性金刚石膜由于硼掺杂而具有导电性。而且，导电性金刚石膜例如利用等离子体CVD法以3μm左右的膜厚形成于导电性基板上。
导电性膜16配置于形成有导电性金刚石膜的阳极14上。导电性膜16由质子导电型的离子交换膜构成，具有100μm～200μm左右的厚度。导电性膜16具有在厚度方向(层叠方向Z)上贯通形成的多个导电性膜侧孔16b(导电性膜侧槽部)。
在本实施方式中，多个导电性膜侧孔16b分别具有大致相同(包含相同)的形状。具体而言，各个导电性膜侧孔16b例如形成为在与通液方向X正交的方向(宽度方向Y)上细长的长孔状。而且设为，多个导电性膜侧孔16b分别沿着长边方向(通液方向X)以规定的间距排成一列。
此外，导电性膜侧孔16b的形状和排列并不限定于上述形态，也可以是其他形态。例如，导电性膜侧孔16b也可以形成为在通液方向X上细长的长孔状。而且，导电性膜侧孔16b也可以形成为在与通液方向X交叉的方向上细长的长孔状。另外，导电性膜侧孔16b还可以在自层叠方向Z观察的俯视时形成为具有弯曲部的例如V字状。进而，导电性膜侧孔16b形成有至少一个即可。
阴极15配置于导电性膜16上。阴极15例如由厚度为0.5mm左右的钛电极板形成。另外，阴极15在长边方向的另一端(通液方向X的下游侧)借助旋涡状的弹簧部15c电连接有阴极用的供电轴15b。供电轴15b插入于形成在底壁部31的通液方向X的另一端侧的贯通孔45。而且，供电轴15b的突出到电极壳27的外部的部分与未图示的电力供给部的负极电连接。
另外，阴极15具有在厚度方向上贯通地形成的多个阴极侧孔15d(阴极侧槽部或电极侧槽部)。
在本实施方式中，多个阴极侧孔15d分别具有大致相同(包含相同)的形状。具体而言，如图4所示，在从层叠方向Z观察的俯视时，各个阴极侧孔15d形成为弯曲部15e配置于下游侧的例如V字状。而且设为，多个阴极侧孔15d分别沿着长边方向(通液方向X)以规定的间距排成一列。
此外，阴极侧孔15d的间距既可以是与导电性膜侧孔16b相同的间距，也可以是与导电性膜侧孔16b不同的间距。另外，阴极侧孔15d的形状和排列并不限定于上述形态，也可以是其他形态。例如，阴极侧孔15d也可以形成为在通液方向X上细长的长孔状。而且，阴极侧孔15d也可以形成为在与通液方向X交叉的方向上细长的长孔状。另外，阴极侧孔15d也可以形成为在与通液方向X正交的方向(宽度方向Y)上细长的长孔状。而且，阴极侧孔15d形成有至少一个即可。
也就是说，在本实施方式中，如图4所示，构成为俯视(沿着层叠体17的层叠方向Z观察的状态)时导电性膜侧孔16b和阴极侧孔15d的形状(轮廓形状和大小)不同。由此，例如，即使导电性膜16相对于阴极15(电极)在与层叠方向Z交叉的方向上相对地位置偏移，也能够抑制导电性膜16与阴极15(电极)之间的接触面积的变化。此外，也能够使导电性膜侧孔16b和阴极侧孔15d的俯视时的形状(轮廓形状和大小)相同。
此外，在本实施方式中，导电性膜16和阴极15在层叠时需要彼此的孔(阴极侧孔15d和导电性膜侧孔16b)的至少一部分连通。而且，需要充分地确保导电性膜16与阴极15之间的电接触面积。也就是说，若是满足上述条件的结构，则导电性膜16和阴极15的投影尺寸(俯视时的大小)可以相同，也可以不同。
另外，在本实施方式中，阴极15的宽度方向Y的尺寸大于导电性膜16、阳极14以及供电体44的宽度方向Y的尺寸。即，阴极15的投影尺寸大于导电性膜16、阳极14以及供电体44的投影尺寸。
另外，阳极14的宽度方向Y的尺寸以及投影尺寸可以与导电性膜16和供电体44的宽度方向Y的尺寸以及投影尺寸相同，也可以不同。然而，阳极14的宽度方向Y的尺寸以及投影尺寸优选为将导电性膜16层叠于阳极14上时能够自下方将导电性膜侧孔16b完全堵塞的形状。由此，能够进一步减小成本较高的导电性膜16。
另外，供电体44优选设为能够高效地向阳极14供给电力的宽度方向Y的尺寸以及投影尺寸。而且，弹性体33优选为能够按压供电体44的整个下表面(电解部13的下表面13b)的程度的宽度方向Y的尺寸以及投影尺寸。
因此，在本实施方式中，阳极14、导电性膜16以及供电体44的宽度方向Y的尺寸形成为大致相同(包括相同)。即，如图3所示，阳极14、导电性膜16以及供电体44形成为投影尺寸大致相同(包括相同)且宽度方向Y的尺寸也大致相同(包括相同)。
而且，在本实施方式中，如图4所示，阳极14、导电性膜16以及供电体44的宽度方向Y的尺寸(横穿通液方向X的方向的宽度W1)形成为小于阴极侧孔15d的宽度方向Y的尺寸(横穿通液方向X的方向的宽度W2)(参照图3和图4)。
上述结构的电解部13例如能够通过下述所示的方法容易地收纳于电极壳27的凹部26内。
首先，将弹性体33插入于电极壳27的凹部26内。之后，将供电体44插入于电极壳27的凹部26内。并且，在插入于电极壳27的凹部26内的弹性体33上配置供电体44。具体而言，在供电体44的供电轴44b的前端朝向下方的状态下，将供电体44插入于电极壳27的凹部26内。此时，同时将供电体44的供电轴44b贯穿于电极壳27的一个贯通孔45。由此，供电体44层叠于弹性体33上。
接着，将阳极14插入于电极壳27的凹部26内，将阳极14层叠于供电体44上。
接着，将导电性膜16插入于电极壳27的凹部26内，将导电性膜16层叠于阳极14上。
接着，在使阴极15的供电轴15b的前端朝向下方的状态下，将阴极15插入于电极壳27的凹部26内。此时，同时将阴极15的供电轴15b贯穿于电极壳27的另一贯通孔45。由此，阴极15层叠于导电性膜16上。
接着，在阳极用的供电轴44b的自电极壳27向外部突出的部分和阴极用的供电轴15b的自电极壳27向外部突出的部分分别外套O形环51、垫圈52、垫片53以及六角螺母54。在外套的状态下，利用六角螺母54进行紧固。由此，电解部13在被弹性体33按压的状态下收纳并固定于凹部26内。
而且，在本实施方式中，使电极壳盖28相对于收纳有电解部13的电极壳27在层叠方向Z上相对移动。由此，将电极壳盖28的突部35插入于电极壳27的凹部26。而且，将电极壳27的嵌合突部37插入于电极壳盖28的熔接用的嵌合凹部36。
也就是说，本实施方式的臭氧水生成装置10仅通过使上述各个构件相对于电极壳27在上下方向(层叠方向Z)上相对移动，就能够容易地进行组装。
如上所述地构成本实施方式的臭氧水生成装置10。
[2.动作]
接着，参照图1至图4，对本实施方式的臭氧水生成装置10的动作和作用进行说明。
首先，为了向臭氧水生成装置10供给水，将水WA(参照图1)自流入口21向流路12供给。供给到流路12的水的一部分流入到槽部25内。然后，流入到槽部25的水与槽部25的界面23和界面24接触。
在上述状态(利用所供给的水将电解部13浸渍于水中的状态)下，利用未图示的电源供给部对电解部13的阳极14与阴极15之间施加电压。此时，在阳极14与阴极15之间隔着导电性膜16产生电位差。于是，由于在阳极14与阴极15之间产生的电位差，阳极14、导电性膜16以及阴极15通电，主要在槽部25内的水中进行电解处理。由此，在导电性膜16与阳极14之间的界面23的附近产生臭氧。
产生的臭氧一边沿着水的流动被向流路12的下游侧运送，一边溶解于水。于是，通过臭氧溶解于水中，而生成溶解臭氧水(臭氧水或电解液体)。
因此，上述的臭氧水生成装置10能够应用于利用由电解液体生成装置生成的电解液体的电气器械、具备电解液体生成装置的液体改性装置等。
此外，作为上述电气器械和液体改性装置，例如可以列举净水装置等水处理器械、洗衣机、餐具清洗机、温水清洗坐便、冰箱、热水供给装置、杀菌装置、医疗用器械、空调器械、或厨房器械等。
在此，在本实施方式中，如以下说明的那样，构成为能够抑制因水的电解而产生的水垢对外壳11的电极壳27的周壁部32和电解部13的压迫。
具体而言，在相邻的构成电极的阴极15和阳极14中的至少任一电极的外周部与周壁部32的内表面32a(外壳11的内表面)之间形成空间部S。并且，利用形成的空间部S，抑制水在电解部13的周围的滞留。即，在电解部13的周围与周壁部32(外壳11)之间积极地设置供水流动的空间部S。由此，能抑制水在电解部13的周围的滞留。此外，空间部S由组装臭氧水生成装置10时产生的制造公差以上的间隙形成。因此，能够可靠地设置空间部S，水能够不滞留地流动。由此，能够更可靠地抑制水垢的堆积。
也就是说，在本实施方式中，如图3所示，在阴极15的外周部15a(侧面)与周壁部32的内表面32a(外壳11的内表面)之间设有制造公差以上的间隙。即，空间部S具有形成于阴极15的外周部15a(侧面)与周壁部32的内表面32a(外壳11的内表面)之间的阴极侧空间部S1(第1空间部)。
另外，在本实施方式中，如上所述，阳极14、导电性膜16以及供电体44的宽度方向Y的尺寸(横穿通液方向X的方向的宽度W1)小于阴极侧孔15d的宽度方向Y的尺寸(横穿通液方向X的方向的宽度W2)(参照图3和图4)。由此，在将层叠体17收纳于电极壳27的凹部26时，在周壁部32的内表面32a与阳极14的外周部14a(侧面)之间形成空间部S。另外，在阴极15的外周部15a(侧面)的下方也形成有空间部S。
也就是说，在本实施方式中，空间部S具有形成于阳极14的外周部14a(侧面)与周壁部32的内表面32a(外壳11的内表面)之间的阳极侧空间部S2(第2空间部)。另外，空间部S还具有下侧空间部S3(第3空间部)，该下侧空间部S3形成于阳极14的外周部14a(侧面)的下方且是与供电体44的外周部44a(侧面)之间。
如上所述，在本实施方式中，具有空间部S，该空间部S形成于层叠体17的外周部17a(侧面)与周壁部32的内表面32a之间，包括阴极侧空间部S1(第1空间部)、阳极侧空间部S2(第2空间部)以及下侧空间部S3(第3空间部)。
另外，在本实施方式中，空间部S形成于层叠体17的至少长边方向的周围。即，空间部S的至少一部分以沿着配置于层叠体17的宽度方向Y的两侧且在长边方向(通液方向X)上延伸的外周部17a(参照图4)的方式形成。
此外，上述空间部S优选构成为与电极壳27的流入口21和流出口22连通，使导入到空间部S内的水高效地自流出口22流出。然而，也可以构成为使空间部S与阴极侧的流路12的中途连通。具体而言，也可以构成为自图3所示的阳极侧空间部S2经由槽部25的阴极侧孔15d与流路12连通。
也就是说，通过形成空间部S，从而抑制因水的电解产生的含有钙成分等的水垢在层叠体17与周壁部32之间的滞留和堆积。
例如，导电性膜16与阴极15之间的界面24的附近是pH值容易上升而容易产生水垢的部位。然而，通过形成本实施方式所示的空间部S，从而在界面24的附近形成比较大的空间。即，宽度方向Y的外侧的界面24在层叠方向Z的阳极14侧(下方)形成有规定大小的空间(下侧空间部S3)。另外，界面24以在宽度方向Y的外侧形成有规定大小的空间(阳极侧空间部S2)的状态暴露于空间部S。
而且，在本实施方式中，宽度方向Y的外侧的界面24以沿着长边方向(通液方向X)的方式暴露于空间部S，并且宽度方向Y的外侧的界面24的大致整体(包含整体)暴露于空间部S。
因此，导入到空间部S的水沿着通液方向X向下游侧流动。即，导入到暴露于空间部S的界面24的附近的水也比较快速地沿着通液方向X向下游侧流动。由此，例如即使在界面24的附近产生水垢，也能够使产生的水垢在固定于层叠体17或外壳11之前向下游侧流动。也就是说，通过形成空间部S，能够抑制水在容易产生水垢的界面24的附近的滞留。而且，能够使在界面24的附近产生的水垢快速地向下游侧流动。因此，能够抑制水垢在层叠体17与周壁部32之间的滞留。其结果，能够有效地抑制水垢的滞留和堆积对周壁部32(外壳11)或电解部13产生的压迫。
此外，利用空间部S，能够抑制水垢在层叠体17与周壁部32之间的滞留，但存在比较少量的水垢固定于层叠体17或周壁部32的情况。而且，在长期使用臭氧水生成装置10的情况等情况下，固定于层叠体17或周壁部32的水垢会变大，而可能压迫周壁部32(外壳11)和电解部13。因此，优选空间部S的大小设定为如下程度：在以通常的方法使用臭氧水生成装置10设想寿命以上的情况下，空间部S也不会被固定的水垢堵塞。此外，上述通常的使用方法例如基于向外壳11内供给的水的水质(液体的液质)、在外壳11内流动的水的平均流速或者平均流量、臭氧生成效率(向电极间施加的电压或者电解面积)、设想的使用频度等来决定。
[3.效果等]
(1)在本实施方式中，臭氧水生成装置10具备：层叠体17，其以导电性膜16介于互相相邻的构成电极的阴极15和阳极14之间的方式层叠而成；电解部13，其对液体进行电解处理；以及外壳11，电解部13配置于该外壳11的内部。外壳11具有：流入口21，其供向电解部13供给的液体流入；流出口22，其供在电解部13生成的电解液体流出；以及流路12，其以通液方向X成为与层叠体17的层叠方向Z交叉的方向的方式形成。电解部13具有槽部25，该槽部25形成为在流路12开口，并使导电性膜16与电极之间的界面23、24的至少局部暴露。而且，阴极15和阳极14中的任一电极的外周部的宽度W1小于电解部13的槽部25(阴极侧孔15d)的宽度W2。
根据上述结构，能够使在构成电极的阳极14和阴极15的界面23、24的附近产生的臭氧快速地离开界面23、24。由此，能够促进所产生的臭氧向水的溶解。另外，通过阳极14的小型化，能够更稳定地确保阳极14和阴极15的通电面积。因此，流过阳极14和阴极15的电流的电流密度变得均等。由此，能够使臭氧水生成装置10的臭氧生成能力更加稳定化。
(2)在本实施方式中，可以是，设为具有空间部S(阴极侧空间部S1、阳极侧空间部S2)的结构，该空间部S形成于阴极15和阳极14中的至少任一电极的外周部与外壳11的内表面之间，抑制液体的滞留。
根据该结构，能够使在构成电极的阳极14和阴极15的界面23、24的附近产生的臭氧快速地离开界面23、24。由此，能够促进所产生的臭氧向水的溶解。另外，通过阳极14的小型化，能够更稳定地确保阳极14和阴极15的通电面积。因此，流过阳极14和阴极15的电流的电流密度变得均等。由此，能够使臭氧水生成装置10的臭氧生成能力更加稳定化。
(3)在本实施方式中，可以是，导电性膜16的外周部16a的宽度W1小于电解部13的槽部25(阴极侧孔15d)的宽度W2。
根据该结构，能够使在阳极14和阴极15的界面23、24的附近产生的臭氧快速地离开阳极14和阴极15的界面23、24。因此，能够促进所产生的臭氧向水的溶解。另外，通过阳极14的小型化，能够更稳定地确保阳极14和阴极15的通电面积。因此，流过阳极14和阴极15的电流的电流密度变得均等。由此，能够使臭氧水生成装置10的臭氧生成能力更加稳定化。
(4)在本实施方式中，可以是，电解部13的槽部25形成于阴极15。
根据该结构，能够使在阳极14和阴极15的界面23、24的附近产生的臭氧快速地离开阳极14和阴极15的界面23、24。由此，能够促进所产生的臭氧向水的溶解。另外，通过阳极14的小型化，能够更稳定地确保阳极14和阴极15的通电面积。因此，流过阳极14和阴极15的电流的电流密度变得均等。由此，能够使臭氧水生成装置10的臭氧生成能力更加稳定化。
如上所述，根据本实施方式，能够提供可提高臭氧在水中的溶解浓度的臭氧水生成装置10。
(其他实施方式)
以上对本公开的优选的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，而能够进行各种变形。
例如，在上述实施方式中，以通过产生臭氧并使臭氧溶解于水而生成臭氧水的臭氧水生成装置为例进行了说明，但生成的物质并不限定于臭氧。例如，也可以生成次氯酸，用于杀菌和水处理等。另外，也可以设为生成含氧水、含氢水、含氯水、过氧化氢水等的装置。
此外，上述电解液体生成装置也能够在组装于其他器械或设备的状态下使用。并且，在将电解液体生成装置组装于其他器械或设备时，优选的是，与臭氧水生成装置10同样地，以流入口在下、流出口在上的方式立起的状态配置，但并不限定于此，能够根据状况进行适当的配置。
另外，在上述实施方式中，以由形成有导电性金刚石膜的硅构成阳极的例子进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以由导电性硅、导电性金刚石、钛、铂、氧化铅、氧化钽等构成阳极14。而且，只要是能够生成电解水的具备导电性和耐久性的电极即可，可以使用任意材料来构成阳极14。此外，在将阳极14设为金刚石电极的情况下，其制造方法并不限定于基于上述成膜的制造方法。另外，也可以使用金属以外的材料构成阳极14的基板。
另外，在上述实施方式中，以由钛电极板构成的阴极15为例进行了说明，但并不限定于此。阴极15只要是具备导电性和耐久性的电极，就能够有效地利用。具体而言，例如也可以由铂、钛、不锈钢、导电性硅等构成阴极15。
另外，外壳11和电解部13、其他的细节部分的规格(形状、大小、布局等)也不限定于上述实施方式，能够根据需要适当地变更。
此外，上述的实施方式用于例示本公开中的技术，因此能够在权利要求书或其等同的范围内进行各种变更、置换、附加、省略等。
产业上的可利用性
本公开能够应用于能够提高电解生成物在液体中的溶解浓度的电解液体生成装置。具体而言，本公开能够应用于作为电解液体生成装置的、通过产生臭氧并使臭氧溶解于水中从而生成臭氧水的臭氧水生成装置。
附图标记说明
10、臭氧水生成装置(电解液体生成装置)；11、外壳；12、流路；13、电解部；13a、上表面；13b、下表面；14、阳极(电极)；14a、15a、16a、17a、44a、外周部；15、阴极(电极)；15b、44b、供电轴；15c、44c、弹簧部；15d、阴极侧孔；16b、导电性膜侧孔；15e、弯曲部；16、导电性膜；17、层叠体；21、流入口；22、流出口；23、界面；24、界面；25、槽部；26、凹部；27、电极壳；28、电极壳盖；31、底壁部；31a、32a、内表面；32、周壁部；33、弹性体；34、盖部主体；35、突部；36、嵌合凹部；37、嵌合突部；38、凸缘部；41、突起部；42、贯通孔；43、槽；44、供电体；45、贯通孔；51、O形环；52、垫圈；53、垫片；54、六角螺母；S、空间部；X、通液方向；Y、宽度方向；Z、层叠方向。

Claims (2)

1.一种电解液体生成装置，其中，
该电解液体生成装置具备：
电解部，其具有以导电性膜介于互相相邻的构成电极的阴极和阳极之间的方式层叠而成的层叠体，并对液体进行电解处理；以及
外壳，所述电解部配置于该外壳的内部，
所述外壳具有：流入口，其供向所述电解部供给的液体流入；流出口，其供在所述电解部生成的电解液体流出；以及流路，其以通液方向成为与所述层叠体的层叠方向交叉的方向的方式形成，
所述电解部具有槽部，该槽部形成为在所述流路开口，并使所述导电性膜与所述电极之间的界面的至少局部暴露，
所述槽部具有在所述阴极的厚度方向上贯通地形成的至少一个阴极侧孔和在所述导电性膜的厚度方向上贯通地形成的至少一个导电性膜侧孔，
所述阳极的外周部的宽度小于所述阴极侧孔的宽度，
所述导电性膜的外周部的宽度小于所述阴极侧孔的宽度。
2.根据权利要求1所述的电解液体生成装置，其中，
该电解液体生成装置具有空间部，该空间部形成于所述阴极和所述阳极中的至少任一所述电极的外周部与所述外壳的内表面之间，抑制液体的滞留。
CN202080095791.4A 2020-02-14 2020-11-10 电解液体生成装置 Active CN115052843B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-023376 2020-02-14
JP2020023376A JP7228846B2 (ja) 2020-02-14 2020-02-14 電解液体生成装置
PCT/JP2020/041831 WO2021161598A1 (ja) 2020-02-14 2020-11-10 電解液体生成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115052843A CN115052843A (zh) 2022-09-13
CN115052843B true CN115052843B (zh) 2024-05-24

Family

ID=77292275

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080095791.4A Active CN115052843B (zh) 2020-02-14 2020-11-10 电解液体生成装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230087827A1 (zh)
EP (1) EP4105363A1 (zh)
JP (1) JP7228846B2 (zh)
KR (1) KR20220140721A (zh)
CN (1) CN115052843B (zh)
TW (1) TW202138625A (zh)
WO (1) WO2021161598A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108883951A (zh) * 2016-03-30 2018-11-23 松下知识产权经营株式会社 电解液体生成装置
JP2019157213A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 本田技研工業株式会社 水電解装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3092771B2 (ja) * 1993-11-29 2000-09-25 田中貴金属工業株式会社 電解槽
ES2189528T3 (es) * 1998-12-16 2003-07-01 Lynntech Inc Aparato para tratar agua para una fuente de agua potable en un punto de uso.
JP2003088737A (ja) * 2001-09-20 2003-03-25 Silver Seiko Ltd オゾン水製造装置
JP5455874B2 (ja) * 2010-11-19 2014-03-26 高砂熱学工業株式会社 水素製造方法及び水素製造システム
JP6210418B2 (ja) * 2014-09-26 2017-10-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解液体生成装置、電解液体生成装置を備えた液体改質装置または電解液体生成装置で生成された電解液体を利用する電気機器
JP6937475B2 (ja) * 2018-07-13 2021-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解液体生成装置
JP6937476B2 (ja) * 2018-07-13 2021-09-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解液体生成装置
JP7022918B2 (ja) * 2018-07-13 2022-02-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解水生成装置
JP7122558B2 (ja) * 2018-07-13 2022-08-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解水生成装置
JP7289077B2 (ja) * 2018-07-13 2023-06-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解水生成装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108883951A (zh) * 2016-03-30 2018-11-23 松下知识产权经营株式会社 电解液体生成装置
JP2019157213A (ja) * 2018-03-14 2019-09-19 本田技研工業株式会社 水電解装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7228846B2 (ja) 2023-02-27
EP4105363A1 (en) 2022-12-21
JP2021127500A (ja) 2021-09-02
US20230087827A1 (en) 2023-03-23
KR20220140721A (ko) 2022-10-18
WO2021161598A1 (ja) 2021-08-19
TW202138625A (zh) 2021-10-16
CN115052843A (zh) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10843943B2 (en) Electrolytic liquid generation device
US10464830B2 (en) Electrolytic liquid generating device, liquid modifying device provided with electrolytic liquid generating device, and electric apparatus using electrolytic liquid generated by means of electrolytic liquid generating device
JP6937476B2 (ja) 電解液体生成装置
TWI546419B (zh) 電解電極元件及具有該電解電極元件之電解水生成裝置
JP6937475B2 (ja) 電解液体生成装置
CN115052843B (zh) 电解液体生成装置
CN112334603B (zh) 电解液体生成装置
US20230022963A1 (en) Electrolyte solution production device
JP6132234B2 (ja) 電解水生成装置
CN115052842B9 (zh) 电解液体生成装置
CN115038669B (zh) 电解液体生成装置
JP7253718B2 (ja) 電解液体生成装置
JP2023073296A (ja) 電解液体生成装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant