CN116096943B

CN116096943B - 电解装置

Info

Publication number: CN116096943B
Application number: CN202180052325.2A
Authority: CN
Inventors: 高波宏幸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Environmental and Chemical Engineering Co Ltd
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2023-10-03
Anticipated expiration: 2041-08-13
Also published as: TWI762407B; JP2022037503A; KR102559708B1; TW202212636A; KR20230037679A; MX2023001968A; JP6828212B1; CN116096943A; WO2022044850A1

Abstract

电解装置具有：外筒(2)，其在圆筒的侧面(2a)具备导入口(3)及排出口(4)；多个阳极板，其以等间隔与第一基座连接，且配置于导入口(3)及排出口(4)中的一方的开口的附近；多个阴极板，其以等间隔与第二基座连接，且配置于导入口(3)及排出口(4)中的另一方的开口的附近；以及配置于多个阳极板的全部之间的绝缘性的多个阳极侧间隔件(20)或配置于多个阴极板的全部之间的绝缘性的多个阴极侧间隔件(30)。一方的开口相对于形成于多个阳极板或阴极板之间的间隙位于径向外侧，阳极侧间隔件(20)或阴极侧间隔件(30)具备相对于外筒(2)的中心轴倾斜的倾斜面，从一方的开口朝向中心轴方向、或者从中心轴方向朝向一方的开口引导被处理液的流动。

Description

电解装置

技术领域

本发明涉及电分解海水、盐水、水或有机合成用的液体等被处理液的电解装置。

背景技术

将根据用途电分解(以下，称为“电解”)海水、盐水、水、有机合成用的溶液等各种液体(被处理液)的装置称为电解装置。电解装置具备：电解槽，其对被处理液进行电解；导入口，其向电解槽导入被处理液；以及排出口，其从电解槽排出电解后的被处理液。电解装置大致分为在铅垂方向上直立配置的纵型的电解装置(以下，称为“纵型电解装置”)、以及在水平方向上躺倒或倾斜配置的横型的电解装置(以下，称为“横型电解装置”)。在电解槽中收纳电解被处理液的多个电极板(双极式或单极式)。

以往，在纵型电解装置及横型电解装置中的任一个装置中，为了使水垢等附着物不堆积在电解槽内而进行了研究。

例如，在专利文献1的纵型电解装置中，利用气举效果来防止水垢等附着物的堆积。在专利文献2的纵型电解装置中，在与收纳有电极板的电解槽连结的其他槽中配置整流板，使电解槽的壁面附近的流速增加，由此防止该附着物的堆积。另外，在专利文献3的横型电解装置中，将电解槽倾斜设置，使在电解槽的内部流动的被处理液成为上升流，由此防止该附着物的堆积。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭50-79484号公报

专利文献2：日本实开昭61-43266号公报

专利文献3：日本实开平3-30265号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，如专利文献1的纵型电解装置那样，在相对于电解槽的长度方向(纵型电解装置的情况下为高度方向)垂直的方向、即在电解槽的侧面设置有导入口及排出口的电解槽中，即使在利用了气举效果的情况下，在与导入口或排出口对置的电解槽的壁面附近被处理液的流速也变慢，因此在该壁面附近容易堆积水垢等附着物。

在此，通过在专利文献1的纵型电解装置中设置如专利文献2那样的整流板，与专利文献3的横型电解装置同样地，能够改善防止该附着物堆积的效果。但是，在专利文献2中，在与收纳有电极板的电解槽不同的槽中配置整流板，因此电解装置大型化。

为了避免该大型化，考虑在电解槽的内部配置整流板。但是，多个电极板作为相互密集配置的电极模块被收纳在电解槽中，因此若与该电极模块分离地配置整流板，则不得不使电解槽比以往大，结果是，无法避免电解装置的大型化。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于，提供在圆筒形状的电解槽的侧面配置有导入口及排出口的纵型电解装置或横型电解装置中，能够抑制水垢等附着物的堆积且实现小型化的电解装置。

用于解决课题的方案

本发明的电解装置具有：外筒，其形成为圆筒形状，被处理液的导入口和排出口在中心轴方向上相互分离地分别配置于所述外筒的侧面；第一极性的多个第一电极板，其在与所述中心轴方向正交的层叠方向上等间隔地，与金属制且板状的第一极性基座连接并在所述外筒的内部沿所述中心轴方向延伸，并且配置于所述导入口及所述排出口中的一方的开口的附近；第二极性的多个第二电极板，其在所述层叠方向上等间隔地，与金属制且板状的第二极性基座连接并在所述外筒的内部沿所述中心轴方向延伸，并且配置于所述导入口及所述排出口中的另一方的开口的附近；以及绝缘性的多个第一电极侧间隔件，其配置于所述多个第一电极板的全部之间.所述一方的开口相对于形成于所述多个第一电极板之间的所述层叠方向的间隙在与所述中心轴方向及所述层叠方向正交的方向上位于所述外筒的径向外侧，所述另一方的开口相对于形成于所述多个第二电极板之间的所述层叠方向的间隙在与所述中心轴方向及所述层叠方向正交的方向上位于所述外筒的径向外侧，所述多个第一电极侧间隔件具备从所述中心轴方向倾斜的倾斜面，从所述一方的开口朝向所述中心轴方向、或者从所述中心轴方向朝向所述一方的开口引导所述被处理液的流动，所述第一电极侧间隔件具备第一间隔件，所述第一间隔件配置于相邻的两个所述第一电极板的端部而实质上完全堵塞所述端部的两个所述第一电极板之间的间隙，并且将位于两个所述第一电极板之间的第二极性的电极板夹着并固定。

发明效果

根据本发明的电解装置，第一电极侧间隔件除了作为防止相邻的第一电极板彼此接触的绝缘性的间隔件的原本的功能以外，还兼具作为引导被处理液的流动的整流板的功能。因此，能够使电解装置小型化，并且能够抑制水垢等附着物的堆积。

附图说明

图1是示出实施方式的电解装置(双极式)的局部剖视图。

图2是图1的A-A向视剖视图。

图3是将图1的电解装置的一部分分解示出的立体图。

图4是用于说明图1的电解装置的电极模块的结构的示意图。

图5是用于说明间隔件的剖视图。

图6的(a)是第一间隔件的XZ俯视图，图6的(b)是从Z方向观察配置于相邻的两个阳极板或阴极板之间的第一间隔件的图，图6的(c)及(d)是从Z方向观察设置于被层叠的多个阳极板的两端的第一间隔件的图。

图7是将第二间隔件分解示出的图。

图8是用于说明变形例的电解装置(单极式)的电极模块的结构的示意图。

具体实施方式

以下，参照图1至图8对实施方式及变形例的电解装置进行说明。以下所示的实施方式及变形例只不过是例示，并无意图排除未明示的各种变形、技术的应用。

实施方式及变形例所示的各结构能够在不脱离它们的主旨的范围内进行各种变形来实施。另外，该各结构除了本发明的必须的构成要件以外，还可以根据需要进行取舍选择，或者可以适当组合。

在实施方式及变形例的电解装置中，电解槽使用圆筒形状的外筒。而且，将被处理液导入外筒的内部的导入口、以及从外筒的内部排出电解后的被处理液的排出口配置于该外筒的侧面。具体而言，导入口与排出口在外筒的中心轴的方向(以下，称为“中心轴方向”或“电解槽的长度方向”)上相互分离地配置，并且配置于相对于中心轴方向实质垂直的方向(即，外筒的侧面)。

实施方式及变形例的电解装置可以为外筒的中心轴实质上为铅垂方向的纵型，也可以为外筒的中心轴实质上为水平方向的横型。

需要说明的是，此处所说的“实质上铅垂方向”不仅包括铅垂方向，还包括从水平方向倾斜45度以上的方向。另外，“实质上水平方向”不仅包括水平方向，还包括从水平方向倾斜小于45度的方向。在纵型、横型的任意的电解槽中，都优选设计为在电解槽的内部流动的被处理液成为上升流。

首先，以下使用图1至图7对实施方式的电解装置进行说明。在实施方式中，作为一例，示出双极式横型电解装置。然后，使用图8对变形例的电解装置进行说明。在变形例中，作为一例，示出单极式横型电解装置。

需要说明的是，在图中，为了方便说明，适当使用基于X轴、Y轴、Z轴的正交坐标系进行说明。另外，在图1至图5中，分别适当地简化作图，因此在各图中存在电极板(阳极板、阴极板、双极式电极板)的片数不同等轻微的不同点，但均是用于说明同一电解装置的图。

[1.实施方式的电解装置1的整体结构]

如图1及图2所示，本实施方式的电解装置1是以形成为圆筒形状的电解槽的外筒2的中心轴与X轴一致的方式配置的双极式横型电解装置。X轴也可以配置于水平方向(与铅垂方向垂直的方向)，但优选配置成从水平方向倾斜规定角度(例如，5度左右)，以使后述的排出口4位于比导入口3靠上方的位置。

在外筒2的侧面2a设置有在X轴方向上相互分离的两个开口。图中左侧的开口是用于从外筒2排出电解后的被处理液的排出口4，图中右侧的开口是用于将被处理液导入外筒2内的导入口3。需要说明的是，图2的虚线箭头表示被处理液的流动。

在此，示出导入口3与排出口4在外筒2的周向上相互偏离180度配置的例子。具体而言，导入口3朝向Z轴的负(-)方向开口，排出口4朝向Z轴的正(+)方向开口。Z轴与外筒2的中心轴(X轴)垂直。

需要说明的是，电解槽构成为包括外筒2、以及将外筒2的两端密闭的后述的法兰15N及15P。

电解装置1具有：多个阳极板12P，它们经由金属制的第一基座13P与金属制的阳极通电板11P电连接；以及多个阴极板12N，它们经由金属制的第二基座13N与金属制的阴极通电板11N电连接。

阳极板12P及阴极板12N在XZ平面中均是矩形，在外筒2的内部沿X轴方向延伸，在与X轴及Z轴双方正交的Y轴方向上等间隔地分别层叠(并排设置)。阳极板12P配置于导入口3及排出口4中的一方的开口(此处为排出口4)的附近，阴极板12N配置于导入口3及排出口4中的另一方的开口(此处为导入口3)的附近。

在电解装置1中，通过弯折形成为L型的阳极通电板11P、供阳极通电板11P固定的YZ平面中为矩形的第一基座13P、以及固定于第一基座13P的多个阳极板12P构成阳极通电块10P。

同样地，通过弯折形成为L型的阴极通电板11N、供阴极通电板11N固定的YZ平面中为矩形的第二基座13N、以及固定于第二基座13N的多个阴极板12N构成阴极通电块10N。

需要说明的是，在第一基座13P和第二基座13N上，如后所述，在各自的四角预先设置有热熔埋植螺栓53，该热熔埋植螺栓53用于将第一基座13P和第二基座13N分别固定于密闭外筒2的两端的法兰15N、15P。

阳极通电块10P及阴极通电块10N分别安装于外筒2的两端。在此，在外筒2的两端中的排出口4侧的端部配置阳极通电块10P，在导入口3侧的端部配置阴极通电块10N。

如图1～图3所示，在外筒2的内部配置电极模块5和支承该电极模块5的电极支承框50。如图4所示，电极模块5包括与第一基座13P连接的阳极板12P以及与第二基座13N连接的阴极板12N，多个矩形形状的电极板40层叠而形成为四棱柱形状。

需要说明的是，在图4中，在电极模块5之中，省略阳极通电板11P、阴极通电板11N，并且为了容易理解而设为简化了各结构的图，且将后述的间隔件20、30的Y轴方向的长度表现得比实际大。另外，如上所述，图1、图3、图4均分别是简化的图，在各图中存在电极板的片数不同等轻微的不同点，但均是用于说明同一电解装置1的图。配置于电极模块5的电极板的片数根据设计设定为几十片至几百片。

在图4中，在各电极板(12P、12N、40)上，用疏点图案表示成为阳极性的部位，用密点图案表示成为阴极性的部位。

在此，由于电解装置1为双极式的电解装置，因此电极板40为双极式的电极板。即，在一片电极板40形成阳极性的阳极部40P和阴极性的阴极部40N双方。在如后述的变形例那样设为单极式的电解装置的情况下，使用在一片电极板上仅表现阳极性或仅表现阴极性的单极式的电极板。不管是双极式还是单极式的电极板，均使阳极性的部位和阴极性的部位交替相对地在层叠的方向(Y轴方向)上对置配置。

如图1所示，在利用电解装置1进行被处理液的电解时，电极模块5经由阳极通电板11P及阴极通电板11N与电源装置6电连接。具体而言，对阳极通电板11P施加电源装置6的正电位(+电位)，对阴极通电板11N施加负电位(-电位)，由此在电极模块5的各电极板(12P、12N、40)上呈现阳极性或阴极性中的规定的极性。具体而言，阳极板12P成为阳极性，阴极板12N成为阴极性。另外，电极板40的一半成为阳极性的阳极部40P，另一半成为阴极性的阴极部40N。

如图3所示，电极支承框50具有：一对第一支承框51，它们在层叠的方向(Y轴方向)上夹入电极模块5；以及一对第二支承框52，它们在与X轴及层叠的方向双方垂直的方向(即，Z轴方向)上夹入一对第一支承框51并与第一支承框51固定。

一对第一支承框51通过沿层叠的方向(Y轴方向)延伸的多个螺栓43(图4的虚线)以夹着阳极板12P、阴极板12N、电极板40的状态相互固定。一对第二支承框52与第一支承框51的端面(XY平面)抵接，并通过螺丝44(参照图5)固定于第一支承框51。这样，电极支承框50从四方按压四棱柱形状的电极模块5，从而支承电极模块5，防止电极模块5的变形。

各第一支承框51具备与电极模块5的X轴方向的长度对应的矩形形状的第一板部51a、以及与第一板部51a一体形成且在X轴方向上以规定间隔配置的多个第一凸边部51b。

第二支承框52具备与电极模块5的X轴方向的长度对应的矩形形状的第二板部52a、以及与第二板部52a一体形成且在X轴方向上以规定间隔配置的多个第二凸边部52b。

在第一支承框51和第二支承框52相互固定的状态下，如图2所示，第一凸边部51b与第二凸边部52b组合，形成具有与外筒2的内径大致相同或稍小的外径的圆形的凸边部50b。

电极支承框50的凸边部50b配置为与外筒2的内周面大致接触，从而能够防止外筒2的内部的电极模块5的“晃动”。

另外，电极支承框50的凸边部50b实质上密封外筒2的内周面与电极支承框50之间的间隙，因此能够将被处理液可靠地导入由电极支承框50包围的内部、即电极模块5，能够有效地进行电解。

需要说明的是，在此，如图2或图3所示，在一对第二支承框52之中，在上方的第二支承框52上，在与排出口4对应的位置设置有开口52c，在下方的第二支承框52上，在与导入口3对应的位置设置有开口52d。但是，根据配置于外筒2的导入口3和排出口4的位置，也有仅在一对第二支承框52中的一方的第二支承框52形成开口52c及开口52d的情况。例如，在导入口3和排出口4在外筒2的周向上观察配置于相同位置的情况下，仅在一对第二支承框52中的一方的第二支承框52形成开口52c及开口52d。

如图3所示，包含阳极通电块10P及阴极通电块10N的电极模块5在被电极支承框50固定束缚后，被插入外筒2的内部。

并且，在外筒2的一端面配置内径与外筒2大致相同的圆环形状的垫片16。另外，配置外形与第一基座13P大致相同、在中央形成有矩形的开口、且在该开口的四个角部附近分别形成有贯通孔18的矩形的垫片17。

另外，在中央配置法兰15P，该法兰15P形成有与垫片17的开口大致相同形状的矩形的开口15a。在法兰15P的开口15a的四个角部附近分别设置有贯通孔15b。

形成于垫片17的四个贯通孔18的位置和形成于法兰15P的四个贯通孔15b的位置分别与设置于第一基座13P的四个热熔埋植螺栓53的位置对应。

在此，首先，使第一基座13P的四个热熔埋植螺栓53分别插通于垫片17的四个贯通孔18，然后，使四个热熔埋植螺栓53分别插通于法兰15P的四个贯通孔15b。接着，在热熔埋植螺栓53上嵌合未图示的螺母，从而第一基座13P与法兰15P夹入垫片17被气密地固定。

并且，接着，法兰15P与外筒2夹入垫片16被未图示的螺栓和螺母气密地固定。

在外筒2的一端，为了保护阳极通电板11P，将覆盖阳极通电板11P的阳极端子箱14P固定于法兰15P。

需要说明的是，第一基座13P和第二基座13N为相同的形状，另外，法兰15P和法兰15N为相同形状。因此，在外筒2的另一端面也同样地，第二基座13N与法兰15N、以及法兰15N与外筒2分别夹入未图示的垫片(对应于垫片16、17)被气密地固定。另外，为了保护阴极通电板11N，将覆盖阴极通电板11N的阴极端子箱14N固定于法兰15N。

[2.电解装置1的间隔件结构]

如图4所示，多个阳极板12P的数量为偶数。因此，电解装置1具备阳极侧第一间隔件21以及阳极侧第一间隔件21A、21B作为阳极侧间隔件20，该阳极侧第一间隔件21配置于多个阳极板12P中的相邻的两个阳极板12P的全部之间，该阳极侧第一间隔件21A、21B分别配置于多个阳极板12P中的位于两端的阳极板12P和与其最接近的第一板部51a之间。另外，电解装置1具备阳极侧第二间隔件22作为阳极侧间隔件20，该阳极侧第二间隔件22经由形成于阳极板12P的内部(例如，中央部)的贯通孔，从两侧夹着嵌合于该贯通孔而一体化。

阳极侧第一间隔件21、21A、21B分别配置于阳极板12P的第一基座13P侧的端部，实质上完全堵塞该端部的两个阳极板12P之间、或者该端部的阳极板12P与第一板部51a之间的Y轴方向且Z轴方向的间隙。

另外，阳极侧第二间隔件22实质上完全堵塞供阳极侧第二间隔件22固定的阳极板12P和与该阳极板12P相邻的两个电极板40之间的Y轴方向的间隙。但是，如后所述，在XZ平面中，阳极侧第二间隔件22的尺寸比阳极板12P的尺寸小，因此在从X轴方向观察供阳极侧第二间隔件22固定的阳极板12P和与其相邻的两个电极板40之间的间隙时，没有阳极侧第二间隔件22的部位的间隙(阳极侧第二间隔件22的Z轴方向的两端附近)未被堵塞，被处理液能够流动。

另一方面，多个阴极板12N的数量为奇数。因此，电解装置1具备阴极侧第一间隔件31以及阴极侧第二间隔件32作为阴极侧间隔件30，该阴极侧第一间隔件31配置于相邻的两个阴极板12N的第二基座13N侧的端部，实质上完全堵塞该端部的该两个阴极板12N的全部之间的Y轴方向且Z轴方向的间隙，该阴极侧第二间隔件32经由形成于在该两个阴极板12N之间配置的电极板40的内部(例如，阳极部)的贯通孔，从两侧夹着嵌合于该贯通孔而一体化。

阴极侧第二间隔件32实质上完全堵塞供阴极侧第二间隔件32固定的电极板40和与该电极板40相邻的两个阴极板12N之间的Y轴方向的间隙。但是，如后所述，在XZ平面中，阴极侧第二间隔件32的尺寸比电极板40的尺寸小，因此从X轴方向观察供阴极侧第二间隔件32固定的电极板40和与其相邻的两个阴极板12N之间的间隙时，没有阴极侧第二间隔件32的部位的间隙(阴极侧第二间隔件32的Z轴方向的两端附近)未被堵塞，被处理液能够流动。

需要说明的是，上述的“实质上完全堵塞间隙”是指如下概念：除了完全堵塞相邻的两个电极板之间、或电极板与电极支承框50之间的间隙之外，还包含以在该间隙中残留微小空间的状态下堵塞的方式。由于“实质上完全堵塞间隙”，因此任意的间隔件均能够顺畅地引导被处理液。

阳极侧间隔件20也可以与相邻的两个阳极板12P相接触地配置，另外，阴极侧间隔件30也可以与相邻的两个阴极板12N相接触地配置。

阳极侧间隔件20及阴极侧间隔件30由绝缘性高的材料(例如，橡胶、塑料树脂)形成。

多个阳极侧间隔件20具备相对于外筒2的中心轴(X轴)倾斜的倾斜面，从一方的开口(例如，导入口3)朝向X轴方向、或从X轴方向朝向一方的开口(例如，排出口4)引导被处理液的流动。即，阳极侧间隔件20除了使相邻的两个阳极板12P不相互接触而发生电短路的原本的功能之外，还具有作为整流板的功能。

在上述“一方的开口”为排出口4的情况下，如图2中虚线箭头所示，阳极侧间隔件20从X轴方向朝向排出口4引导被处理液的流动。排出口4相对于形成在多个阳极板12P之间的间隙位于径向外侧。在图2中，排出口4位于通过阳极侧间隔件20使被处理液的流动方向变更大致90度后的位置。

多个阴极侧间隔件30具备相对于外筒2的中心轴(X轴)倾斜的倾斜面，从X轴方向朝向另一方的开口(例如，排出口4)、或从另一方的开口(例如，导入口3)朝向X轴方向引导被处理液的流动。即，阴极侧间隔件30也除了使相邻的两个阴极板12N不相互接触而发生电短路的原本的功能之外，还具有作为整流板的功能。

在上述“另一方的开口”为导入口3的情况下，如图2中虚线箭头所示，阴极侧间隔件30从导入口3朝向X轴方向引导被处理液的流动。导入口3相对于形成在多个阴极板12N之间的间隙位于径向外侧。在图2中，从导入口3导入的被处理液的流动方向被阴极侧间隔件30变更大致90度。

在电解装置1中，导入口3和排出口4在外筒2的周向上偏离180度设置，因此阴极侧间隔件30的倾斜面和阳极侧间隔件20的倾斜面相对于中心轴(X轴)以约45度的角度倾斜。

接着，对阳极侧间隔件20的阳极侧第一间隔件21、21A、21B、及阴极侧间隔件30的阴极侧第一间隔件31的形状进行详细说明。虽然它们如图2、图4所示那样相互的配置不同，但如从Y轴方向观察图6的(a)的XZ平面的图所示，均是相同的形状。

如图6的(a)所示，从Y轴方向观察时，阳极侧第一间隔件21、21A、21B、以及阴极侧第一间隔件31具备：矩形部分，其具有与阳极板12P或阴极板12N的Z轴方向的长度相等的尺寸；以及大致直角三角形部分，其从该矩形部分的一个角沿X轴方向突出。大致直角三角形部分的直角的部位与矩形部分的角连接，矩形部分与大致直角三角形部分一体形成。

相当于大致直角三角形部分的斜边的倾斜面231成为阳极侧间隔件20及阴极侧间隔件30的倾斜面之一。需要说明的是，该倾斜面231在此为直线状的倾斜面，但为了更顺畅地引导被处理液的流动，也可以为朝向上述矩形部分凹陷的圆弧状的倾斜面。

如图6的(a)所示，在阳极侧第一间隔件21、21A、21B以及阴极侧间隔件30的阴极侧第一间隔件31的矩形部分形成有在Z轴方向上分离的多个贯通孔232。在此，作为一例，在这些间隔件上形成有两个贯通孔232。

在阳极板12P以及阴极板12N上，在与这些间隔件的各贯通孔232对应的位置形成有贯通孔(省略图示)。而且，这些间隔件通过与该贯通孔232对应的几mm直径的贯通螺栓(省略图示)与对应的电极板一起被固定束缚于一对第一板部51a。

如图6的(b)所示，在阳极侧第一间隔件21和阴极侧第一间隔件31的大致直角三角形部分的Y轴方向的中央部，形成有沿Z轴方向贯通的凹状的切口部233。阳极侧第一间隔件21的切口部233夹着在相邻的两个阳极板12P之间配置的电极板40的阴极部40N而固定。另外，阴极侧第一间隔件31的切口部233夹着在相邻的两个阴极板12N之间配置的电极板40的阳极部40P而固定。

如图6的(c)所示，在阳极侧第一间隔件21A的XY平面中的右上方的端部形成有在Y轴方向上凹陷的台阶状部234。在电极模块5中，位于层叠方向的两端的电极板40的一方、例如图4中位于最上方的电极板40的阴极部40N配置于阳极侧第一间隔件21A的台阶状部234的凹部。并且，通过阳极侧第一间隔件21A的台阶状部234和第一板部51a夹着电极板40的阴极部40N而将其固定。

另外，如图6的(d)所示，在阳极侧第一间隔件21B的XY平面中的右下方的端部形成有在Y轴方向上凹陷的台阶状部235。在电极模块5中位于层叠方向的两端的电极板40的一方、例如图4中位于最下方的电极板40的阴极部40N配置于阳极侧第一间隔件21B的台阶状部235的凹部。并且，通过阳极侧第一间隔件21B的台阶状部235和第一板部51a夹着电极板40的阴极部40N而将其固定。

接着，对阳极侧间隔件20的阳极侧第二间隔件22及阴极侧间隔件30的阴极侧第二间隔件32的形状进行详细说明。虽然它们如图2、图4所示那样相互的配置不同，但如图7中各自的分解图所示，均是相同的形状。这些第二间隔件22、32的长度比阳极板12P或阴极板12N的Z轴方向的长度短，优选为该Z轴方向的长度的约一半左右的尺寸。

阳极侧第二间隔件22由在两端具备凸部236的板状的间隔片22A和在两端具有直径为几mm的凹部237的板状的间隔片22B构成。如图7所示，间隔片22B的凹部237从间隔片22B的板状的部位突出。而且，具体而言，间隔片22A的两个凸部236和间隔片22B的两个凹部237相互嵌合(铆接)而成为一体，形成长方形状(或直线状)且板状的阳极侧第二间隔件22。

阴极侧第二间隔件32由在两端具备凸部236的板状的间隔片32A和在两端具备直径为几mm的凹部237的板状的间隔片32B构成。如图7所示，间隔片32B的凹部237从间隔片32B的板状的部位突出。而且，具体而言，间隔片32A的两个凸部236和间隔片32B的两个凹部237相互嵌合(铆接)而成为一体，形成长方形状(或直线状)且板状的阴极侧第二间隔件32。

使间隔片22B的两个凹部237从阳极板12P的一方的面插通于在阳极板12P的内部形成的两个贯通孔(未图示。但是，与凹部237同等的微小的贯通孔)，且使间隔片22A的两个凸部236从阳极板12P的另一方的面与对应的该凹部237嵌合，由此将阳极侧第二间隔件22固定于阳极板12P。

如图5所示，阳极侧第二间隔件22的中心为外筒2的Z轴方向的中央，且该中心配置于与开口52c的X轴方向的中心同等的位置。

图5的空心箭头表示被处理液的流动的一例，在被处理液沿着X轴流动时，通过从X轴方向(中心轴方向)倾斜的倾斜面、即阳极侧第一间隔件21的倾斜面231和阳极侧第二间隔件22的倾斜面238，有效地朝向排出口4引导被处理液的流动。需要说明的是，该倾斜面238在此为直线状的形状，但为了更顺畅地引导被处理液的流动，也可以为朝向排出口4凹陷的圆弧状的形状。

即，阳极侧第二间隔件22为了减少将被处理液的流动分流而与阳极侧第一间隔件21直接碰撞的被处理液的流动，并且为了防止阳极侧第一间隔件21整流后的被处理液的流动受到阻碍，将阳极侧第一间隔件21和阳极侧第二间隔件22这两个间隔件配置于阳极板12P附近，由此与仅配置阳极侧第一间隔件21的情况相比，能够更有效地抑制阳极板12P附近的水垢等附着物的堆积。

需要说明的是，根据设计，作为阳极侧间隔件20，也可以为不配置阳极侧第二间隔件22而仅配置阳极侧第一间隔件21的结构。

使间隔片32B的两个凹部237从该电极板40的一方的面插通于在配置于相邻的两个阴极板12N之间的电极板40的内部形成的两个贯通孔(未图示。但是，与凹部237同等的微小的贯通孔)，且使间隔片32A的两个凸部236从该电极板40的另一方的面与对应的该凹部237嵌合，由此将阴极侧第二间隔件32固定于该电极板40。

如图2所示，阴极侧第二间隔件32的中心为外筒2的Z轴方向的中央，且该中心配置于与开口52d的X轴方向的中心同等的位置。

在从导入口3导入被处理液时，通过从X轴方向(中心轴方向)倾斜的倾斜面、即阴极侧第一间隔件31的倾斜面231和阴极侧第二间隔件32的倾斜面238，有效地朝向X轴方向引导被处理液的流动。需要说明的是，该倾斜面238在此为直线状的形状，但为了更顺畅地引导被处理液的流动，也可以为朝向负(-)X轴方向凹陷的圆弧状的形状。

即，阴极侧第二间隔件32为了减少将被处理液的流动分流而与阴极侧第一间隔件31直接碰撞的被处理液的流动，并且为了防止阴极侧第一间隔件31整流后的被处理液的流动受到阻碍，将阴极侧第一间隔件31和阴极侧第二间隔件32这两个间隔件配置于阴极板12N附近，由此与仅配置阴极侧第一间隔件31的情况相比，能够更有效地抑制阴极板12N附近的水垢等附着物的堆积。

需要说明的是，根据设计，作为阴极侧间隔件30，也可以为不配置阴极侧第二间隔件32而仅配置阴极侧第一间隔件31的结构。

需要说明的是，如图4中用双点划线示出那样，电解装置1也可以具备多个球状或沿Y轴方向细长的橄榄球状的绝缘性的间隔件33，以使多个双极式电极板40不相互接触。间隔件33的XZ平面中的尺寸与电极板40的XZ平面中的尺寸相比，优选尽可能小。如上所述，在图4中，为了容易理解而便于表示简化的图，将间隔件33的Y轴方向的长度表现得比实际大。

间隔件33与阳极侧第二间隔件22及阴极侧第二间隔件32同样地，由在两端具备凸部的半球状或半橄榄球状的间隔片和在两端具备直径为几mm的凹部(与阳极侧第二间隔件22及阴极侧第二间隔件32同样地突出)的半球状或半橄榄球状的间隔片构成。

使一方的间隔片的两个凹部从电极板40的一方的面插通于在电极板40的内部形成的两个贯通孔(未图示。但是，与该凹部同等的微小的贯通孔)，且使另一方的间隔片的两个凸部从电极板40的另一方的面与对应的该凹部嵌合，由此将间隔件33固定于电极板40。

需要说明的是，间隔件33也可以为被螺栓43贯通的中空圆柱状的形状。在该情况下，间隔件33被电极板40的阳极部40P和在Y轴方向上相对的阴极部40N夹着，用螺栓43紧固而被固定。

[3.电解装置1的使用例]

在本实施方式的电解装置1中，阳极侧间隔件20及阴极侧间隔件30除了作为防止层叠的电极板彼此的接触的绝缘性间隔件的功能之外，还一并具有作为有效地抑制水垢等附着物的堆积的整流板的功能。因此，电解装置1能够小型化，并且能够降低维护的频率，因此能够长期运转。

电解装置1根据被处理液的种类，通过电解所生成的生成物不同，例如在将被处理液设为海水、盐水的情况下，生成物为次氯酸钠(sodium hypochlorite)。

因此，可小型化且可长期运转的电解装置1作为对今年世界性流行的新型冠状病毒的消毒有效的次氯酸钠生成装置是有用的。

通常，市售的次氯酸钠用水稀释作为消毒液使用，因此不方便。但是，根据电解装置1，可以直接生成作为对人体影响少的安全浓度且具有药效的浓度的厚生劳动省推荐的浓度(0.05％，500mg/L)的次氯酸钠。即，电解装置1生成的次氯酸钠不需要用水稀释，因此不限于新型冠状病毒，在为了其他病毒、细菌等的消毒而大量散布于工厂、公路的情况下特别有用。

示出由电解装置1生成次氯酸钠的生成原理。被处理液为海水或盐水。

阳极：2Cl^-→Cl₂+2e

阴极：2H₂O+2e→2OH^-+H₂

2Na⁺+2OH^-→2NaOH

在阳极(阳极板12P、电极板40的阳极部40P)产生的氯(Cl₂)与在阴极(阴极板12N、电极板40的阴极部40N)产生的氢氧化钠(NaOH)在电解槽内如下进行反应，生成次氯酸钠(NaClO)。

Cl₂+2NaOH→NaClO+NaCl+H₂O

电解装置1例如通过将电流密度设定为5A/dm²(安倍/平方分米)，使用廉价的夜间电力进行约12小时电解，能够将被处理液所包含的低浓度的氯离子(100mg/L～2000mg/L)全部转换成厚生劳动省以新型冠状病毒对策推荐的浓度(0.05％、500mg/L)且约1吨的次氯酸钠(100mg/L～2000mg/L)。

因此，例如如果将电解装置1设置于小型卡车的货箱，在消毒液散布预定日的前一天的夜间运转电解装置1，则在该预定日当天的白天，可以向作为大空间的焚烧炉的平台、公路等散布厚生劳动省推荐的浓度的次氯酸钠消毒液。

[4.变形例]

图8中示出将实施方式的电解装置1的电极模块5设为单极式时的电极模块5′。图8是与图4对应的示意图。图8所示的单极式的电极模块5′在不存在图4所示的双极式的电极模块5中配置的电极板40这一点上有很大不同。

在图8中，与图4同样地，用疏点图案表示阳极的部分，用密点图案表示阴极的部分。

另外，在图8中，对与图4相同的结构标注相同标号，包括效果在内省略说明。

在单极式的电极模块5′中，在多个阴极板12N中的相邻的两个阴极板12N之间配置阳极板12P。因此，阴极侧第一间隔件31的切口部233夹着阳极板12P而将其固定。

另外，阳极侧第一间隔件21的切口部233夹着阴极板12N而将其固定。

而且，在单极式的电极模块5′中，由于不存在双极式的电极模块5的电极板40，因此使间隔片32B的两个凹部237从该阳极板12P的一方的面插通于在配置于相邻的两个阴极板12N之间的阳极板12P的内部形成的两个贯通孔(未图示。但是，与凹部237同等的微小的贯通孔)，且使间隔片32A的两个凸部236从该阳极板12P的另一方的面与对应的该凹部237嵌合，由此将阴极侧第二间隔件32固定于该阳极板12P。即，在阳极板12P上固定有阳极侧第二间隔件22和阴极侧第二间隔件32。

另外，与电极模块5同样地，也可以在电极模块5′上配置间隔件33。但是，间隔件33固定于阳极板12P。具体而言，使间隔件33的一方的间隔片的两个凹部从阳极板12P的一方的面插通于在阳极板12P的内部(例如，中央部)形成的的两个贯通孔(未图示)，且使间隔件33的另一方的间隔片的两个凸部从该阳极板12P的另一方的面与对应的该凹部嵌合，由此固定于阳极板12P。

如上所述，在本实施方式及变形例的电解装置中，在导入口3和排出口4的附近分别设置阴极侧间隔件30和阳极侧间隔件20。但是，也可以根据设计，仅在导入口3和排出口4中的任一方配置阳极侧间隔件20和阴极侧间隔件30中的任一方。

例如，在本实施方式及变形例的电解装置中，也可以仅配置阳极侧间隔件20以在排出口4附近对被处理液的流动进行整流，还可以仅配置阴极侧间隔件30以在导入口3附近对被处理液的流动进行整流。

另外，本实施方式及变形例的电解装置在导入口3附近设置阴极通电块10N，在排出口4附近设置阳极通电块10P，但也可以在导入口3附近设置阳极通电块10P，在排出口4附近设置阴极通电块10N。在该情况下，也对阳极通电板11P施加电源装置6的正电位(+电位)，对阴极通电板11N施加负电位(-电位)。而且，在该情况下，阳极侧间隔件20从一方的开口(导入口3)朝向中心轴方向(X轴方向)引导被处理液的流动，阴极侧间隔件30从中心轴方向(X轴方向)朝向另一方的开口(排出口4)引导被处理液的流动。

因此，在技术方案中，第一极性的第一电极板是指阳极性的阳极板和阴极性的阴极板中的任一方。另外，第二极性的第二电极板是指与第一极性的第一电极板相反极性的电极板。因此，在第一极性的第一电极板为阳极性的阳极板的情况下，第二极性的第二电极板为阴极性的阴极板，第一极性基座是指实施方式或变形例中的第一基座，第二极性基座是指实施方式或变形例中的第二基座，第一电极侧间隔件和第二电极侧间隔件分别是指实施方式或变形例中的阳极侧间隔件和阴极侧间隔件。另外，在第一极性的第一电极板为阴极性的阴极板的情况下，第二极性的第二电极板是阳极性的阳极板，第一极性基座是指上述第二基座，第二极性基座是指上述第一基座，第一电极侧间隔件和第二电极侧间隔件分别是指实施方式或变形例中的阴极侧间隔件和阳极侧间隔件。

附图标记说明：

1...电解装置；

2...外筒；

2a...侧面；

3...导入口；

4...排出口；

5、5′...电极模块；

6...电源装置；

10P...阳极通电块；

10N...阴极通电块；

11P...阳极通电板；

11N...阴极通电板；

12P...阳极板；

12N...阴极板；

13P...第一基座；

13N...第二基座；

14P...阳极端子箱；

14N...阴极端子箱；

15a...开口；

15b...贯通孔；

15N、15P...法兰；

16...垫片；

17...垫片；

18...贯通孔；

20...阳极侧间隔件；

21、21A、21B...阳极侧第一间隔件；

22...阳极侧第二间隔件；

22A...间隔片；

22B...间隔片；

30...阴极侧间隔件；

31...阴极侧第一间隔件；

32...阴极侧第二间隔件；

32A...间隔片；

32B...间隔片；

33...球形间隔件；

40...电极板；

40P...阳极部(阳极性的部位)；

40N...阴极部(阴极性的部位)；

43...螺栓；

44...螺钉(螺丝)；

50...电极支承框；

50b...圆形的凸边部；

51...第一支承框；

51a...第一板部；

51b...第一凸边部；

52...第二支承框；

52a...第二板部；

52b...第二凸边部；

52c...开口；

52d...开口；

53...热熔埋植螺栓；

231...倾斜面；

232...贯通孔；

233...切口部；

234...台阶状部；

235...台阶状部；

236...凸部；

237...凹部；

238...倾斜面。

Claims

1.一种电解装置，其中，

所述电解装置具有：

外筒，其形成为圆筒形状，被处理液的导入口和排出口在中心轴方向上相互分离地分别配置于所述外筒的侧面；

第一极性的多个第一电极板，其在与所述中心轴方向正交的层叠方向上等间隔地，与金属制且板状的第一极性基座连接并在所述外筒的内部沿所述中心轴方向延伸，并且配置于所述导入口及所述排出口中的一方的开口的附近；

第二极性的多个第二电极板，其在所述层叠方向上等间隔地，与金属制且板状的第二极性基座连接并在所述外筒的内部沿所述中心轴方向延伸，并且配置于所述导入口及所述排出口中的另一方的开口的附近；以及

绝缘性的多个第一电极侧间隔件，其配置于所述多个第一电极板的全部之间，

所述一方的开口相对于形成于所述多个第一电极板之间的所述层叠方向的间隙在与所述中心轴方向及所述层叠方向正交的方向上位于所述外筒的径向外侧，

所述另一方的开口相对于形成于所述多个第二电极板之间的所述层叠方向的间隙在与所述中心轴方向及所述层叠方向正交的所述方向上位于所述外筒的径向外侧，

所述多个第一电极侧间隔件具备从所述中心轴方向倾斜的倾斜面，从所述一方的开口朝向所述中心轴方向、或者从所述中心轴方向朝向所述一方的开口引导所述被处理液的流动，

所述第一电极侧间隔件具备第一间隔件，所述第一间隔件配置于相邻的两个所述第一电极板的端部而实质上完全堵塞所述端部的两个所述第一电极板之间的间隙，并且将位于两个所述第一电极板之间的第二极性的电极板夹着并固定。

2.根据权利要求1所述的电解装置，其中，

所述第一电极侧间隔件还具备第二间隔件，所述第二间隔件经由形成于所述第一电极板或所述第二极性的电极板的贯通孔从两侧夹着并嵌合于所述贯通孔而一体化，对所述被处理液的流动进行分流。

3.根据权利要求2所述的电解装置，其中，

所述电解装置还具有绝缘性的多个第二电极侧间隔件，所述多个第二电极侧间隔件配置于所述多个第二电极板的全部之间，

所述一方的开口为所述排出口，

所述另一方的开口为所述导入口，

所述多个第二电极侧间隔件具备从所述中心轴方向倾斜的倾斜面，从所述导入口朝向所述中心轴方向引导所述被处理液的流动，

所述第一间隔件及所述第二间隔件从所述中心轴方向朝向所述排出口引导所述被处理液的流动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解装置，其中，

所述电解装置还具有：

电极模块，其包括所述第一电极板及所述第二电极板，层叠多个电极板而形成为四棱柱形状，所述层叠的方向相对于所述中心轴方向正交地配置；

一对第一支承框，其在所述层叠的方向上夹入所述电极模块；以及

一对第二支承框，其在与所述中心轴方向及所述层叠的方向这双方垂直的方向上夹入所述一对第一支承框并与所述第一支承框固定，

所述第一支承框具备：

与所述电极模块的所述中心轴方向的长度对应的矩形形状的第一板部；以及

多个第一凸边部，其一体形成于所述第一板部，在所述中心轴方向上以规定间隔配置，

所述第二支承框具备：

与所述电极模块的所述中心轴方向的长度对应的矩形形状的第二板部；以及

多个第二凸边部，其一体形成于所述第二板部，在所述中心轴方向上以所述规定间隔配置，

在所述第一支承框和所述第二支承框固定了的状态下，所述第一凸边部与所述第二凸边部组合而形成具有与所述外筒的内径大致相同或比所述外筒的内径稍小的外径的圆形的凸边部。