JP2004290919A

JP2004290919A - 電解槽

Info

Publication number: JP2004290919A
Application number: JP2003090111A
Authority: JP
Inventors: Masato Miyaji; 正人宮地
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】各電極板２２と隔膜２１間にスペーサを介在して各電極板２２と隔膜２１間に電解室Ｒ１，Ｒ２を形成してなる電解槽において、各電解室Ｒ１，Ｒ２での被電解水の流速差や流量差の発生を防止することによって、電解効率を向上させる。
【解決手段】スペーサ２３Ｂを、方形の枠体２３ｃと、枠体２３ｃ内で横方向に所定間隔を保持して並列する複数の縦柱２３ｃからなる構造とし、各縦柱２３ｃに多数の柱状突起部２３ｅを設けて、各柱状突起部２３ｅを隔膜２１挟んだ他方のスペーサ２３Ｂの柱状突起部２３ｅに当接させて支持することによって各電極板２２と隔膜２１間を所定間隔に保持して、各電解室Ｒ１，Ｒ２を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解水生成装置の主要部を構成する電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解水生成装置の主要部を構成する電解槽の一形式として、槽本体と、槽本体の内部に配設されて互いに対向して位置する一対の電極板と、これら両電極板間に介在して両電極板の間隔を所定間隔に保持するスペーサを備え、両電極板間が流動する被電解水を電解する電解室に構成されている電解槽がある。当該電解槽は、所謂、無隔膜電解槽と称している。
【０００３】
また、電解水生成装置の主要部を構成する電解槽の他の一形式として、槽本体と、槽本体の内部に配設されて同槽本体の内部を一対の区画室に区画する隔膜と、これら各区画室に隔膜を挟んで配設されて互いに対向して位置する一対の電極板と、これら各電極板と隔膜間に介在して各電極板と隔膜間隔を所定間隔に保持する一対のスペーサを備え、各電極板と隔膜間が流動する被電解水を電解する一対の電解室に構成されている電解槽である。当該電解槽は、所謂、有隔膜電解槽と称している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８５５４８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの形式の電解槽において、電解効率を向上させるためには、設定された特性の電解生成水を的確に生成させるためには、および、各電極板や隔膜の早期の劣化を防止するためには、電解室に供給される被電解水が電解室内で、各電極板に沿って均一に流動するようにすることが重要である。
【０００６】
この点を重視して、これらの形式の電解槽を検討すると、これらの電解槽のうち、無隔膜電解槽では、両電極板間を所定間隔に保持すべく機能するスペーサは、その構成部位である複数の縦柱を各電極板に当接させることによって、両電極板間を所定間隔に保持している。かかる間隔保持構造では、両電極板間に形成されている電解室は横方向に複数に分割された状態となって、電解室の分割された縦方向に延びる各部位間では、被電解水に流速差や流量差が生じることになる。
【０００７】
また、有隔膜電解槽にあっては、各電極板と隔膜間を所定間隔に保持すべく機能する各スペーサは、その構成部位である複数の縦柱を電極板と隔膜とに当接させることによって、各電極板と隔膜間を所定間隔に保持している。かかる間隔保持構造では、各電極板と隔膜間に形成されている各電解室は横方向に複数に分割された状態となって、各電解室の分割された縦方向に延びる各部位間では、被電解水に流速差や流量差が生じることになる。
【０００８】
従って、本発明の目的は、これらの形式の電解槽におけるスペーサの構造に起因する各電解室の横方向の分割作用を解消して、各電解室の横方向で発生する被電解水の流速差や流量差を解消することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は電解槽に関するもので、本発明の第１の発明は、槽本体と、同槽本体の内部に配設されて互いに対向して位置する一対の電極板と、これら両電極板間に介在して両電極板の間隔を所定間隔に保持するスペーサを備え、前記両電極板間が流動する被電解水を電解する電解室に形成されている形式の電解槽を適用対象とするものである。
【００１０】
本発明の第１の発明に係る電解槽において採用している前記スペーサは、横方向に所定間隔を保持して並列する複数の縦柱を有する方形で格子状のスペーサであって、前記各縦柱は所定間隔を保持して設けられている複数の柱状突起部を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の第２の発明は、槽本体と、同槽本体の内部に配設されて同槽本体の内部を２つの区画室に区画する隔膜と、これら各区画室に配設されて前記隔膜に対向して位置する一対の電極板と、これら各電極板と前記隔膜間に介在して各電極板と隔膜間隔を所定の間隔に保持する一対のスペーサを備え、前記各電極板と前記隔膜間が流動する被電解水を電解する一対の電解室に形成されている形式の電解槽を適用対象とするものである。
【００１２】
本発明の第２の発明に係る電解槽において採用している各スペーサは、横方向に所定間隔を保持して並列する複数の縦柱を有する方形で格子状のスペーサであって、前記各縦柱は所定間隔を保持して設けられている複数の柱状突起部を備え、これら各スペーサの柱状突起部は前記隔膜を挟んで互いに対向して位置していることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の作用・効果】
本発明の第１の発明に係る電解槽においては、両電極板間を所定間隔に保持すべく機能するスペーサは、その構成部位である複数の縦柱に設けた複数の柱状突起部を各電極板に当接させることによって、両電極板間を所定間隔に保持している。
【００１４】
かかる間隔保持構造では、両電極板間をスペーサの複数の柱状突起部を支持点として所定間隔を保持しているものであって、電解室は横方向にも縦方向にも分割されてはいない状態となる。これにより、当該電解槽の電解室では、電解室の分割部位に起因する被電解水の流速差や流量差の発生はなく、電解室に供給される被電解水は各電極板に沿って均一に流動することになる。
【００１５】
このため、当該電解槽における電解効率が向上し、設定された特性の電解生成水を的確に生成することができ、かつ、各電極板の早期の劣化を防止することができる。
【００１６】
本発明の第２の発明に係る電解槽においては、各電極板と隔膜間を所定間隔に保持すべく機能する各スペーサは、その構成部位である複数の柱状突起部を隔膜を介して互いに当接させることによって、各電極板と隔膜間を所定間隔に保持している。
【００１７】
かかる間隔保持構造では、各電極板と隔膜間を一対のスペーサの複数の柱状突起部を支持点として所定間隔を保持しているものであって、各電解室は横方向にも縦方向にも分割されてはいない状態となる。これにより、当該電解槽の各電解室では、電解室の分割部位に起因する被電解水の流速差や流量差の発生はなく、各電解室に供給される被電解水は、各電極板に沿って均一に流動することになる。このため、当該電解槽においては、電解効率が向上し、設定された特性の電解生成水を的確に生成することができ、かつ、各電極板や隔膜の早期の劣化を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、電解水生成装置を構成する電解槽に関するもので、図１は本発明が適用対象とする電解槽を示し、図２は、当該電解槽を分解した状態の各構成部材を示し、また、図３は当該電解槽における一方のセル、電極板、スペーサ、および隔膜を取外した状態を示している。当該電解槽は有隔膜電解槽であって、槽本体を形成する一対のセル１０ａ，１０ｂ、隔膜２１、一対の電極板２２、一対のスペーサ２３Ａを主要構成部材としている。
【００１９】
両セル１０ａ，１０ｂは、左右対称の形状および構造を有する絶縁性の合成樹脂製のもので、それらの内側面に各電極板２２および各スペーサ２３Ａを配置し、隔膜２１を介在させた状態で互いに重合して結合されている。これにより、両セル１０ａ，１０ｂは、隔膜２１、各電極板２２、および各スペーサ２３Ａを収容し、電解室Ｒ１，Ｒ２を有する槽本体を構成している。
【００２０】
各電極板２２は、その一側面の略中央に設けたナット２２ａに電極端子２２ｂを螺着することにより、各セル１０ａ、１０ｂの内側面に密着した状態に取付けられている。各スペーサ２３Ａは、絶縁性合成樹脂製の方形で格子状のものであって、各電極板２２と隔膜２１間に介在している。各スペーサ２３Ａは、各電極板２２と隔膜２１間に被電解水が流通する電解室Ｒ１，Ｒ２を形成するとともに、各電極板２２と隔膜２１との接触を防止している。これにより、槽本体内には、隔膜２１を挟んで両側に一対の電解室Ｒ１，Ｒ２が形成されている。
【００２１】
各セル１０ａ，１０ｂは、被電解水を槽本体内の各電解室Ｒ１，Ｒ２に供給するための供給口１１を下方側部に備え、かつ、電解生成水を槽本体内の各電解室Ｒ１，Ｒ２から外部へ流出するための流出口１２を上方側部に備えている。また、各セル１０ａ，１０ｂの内側面には、図３および図４に示すように、供給口１１から供給される被電解水を槽本体内の各電解室Ｒ１，Ｒ２における各電極板２２の下端側に導く導入部１０ｃを備えている。
【００２２】
導入部１０ｃは、各セル１０ａ，１０ｂの内壁面に形成されて横方向に延びる横溝にて構成された第１流通路１３ａと、各セル１０ａ，１０ｂの内壁面にて第１流通路１３ａより下方に形成されて横方向に延びる横溝にて構成された第２流通路１３ｂと、各セル１０ａ，１０ｂの内壁面にて第１流通路１３ａと第２流通路１３ｂ間に形成されて縦方向に延びる縦溝にて構成された一対の第３流通路１４ａ，１４ｂからなるもので、各電極板２２の裏面側に位置している。
【００２３】
導入部１０ｃにおいては、第１流通路１３ａの左右方向の略中央部に供給口１１が開口し、かつ、第２流通路１３ｂには各電極板２２と各スペーサ２３Ａの下端部が臨んでいる。これにより、導入部１０ｃは、供給口１１から流入する被電解水を、供給口１１の出口で第１流通路１３ａの左右の方向に分配して、左右の分岐路を形成する各第３流通路１４ａ，１４ｂを通して第２流通路１３ｂに導く。すなわち、当該導入通路１０ｃは、供給口１１から槽本体内に供給される被電解水を各電極板２２の下端側に導入し、さらに各電解室Ｒ１，Ｒ２に導入する。
【００２４】
当該電解槽にあっては、各電極板２２の下端側に導入された被電解水は、各電極板２２の下端部にて反転して各電解室Ｒ１，Ｒ２に流入し、各電極板２２の表面全面に沿って上端側へ流動し、この間、被電解水は各電解室Ｒ１，Ｒ２にて電解を受けて電解生成水（電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水）となり、各電解生成水は各流出口１２から外部へ流出する。
【００２５】
このように、当該電解槽においては、被電解水を槽本体の側部に設けた供給口１１から槽本体内の空間部である各電解室Ｒ１，Ｒ２の下方部に導入する導入部１０ｃを備えていて、供給口１１から槽本体内に供給される被電解水を供給口１１の出口で第１流通路１３ａの左右に分配して、第３流通路１４ａ，１４ｂおよび第２流通路１３ｂを通して各電極板２２の下端側の幅全体に導入するようにしている。これにより、当該電解槽においては、電解運転時、被電解水を各電極板２２の表面全面に沿って下端側から上端側へ流動させつつ電解することができて、電解効率を相当程度向上させることができる。
【００２６】
本発明は、当該形式の電解槽において、電解室Ｒ１，Ｒ２の内部構造を改良して電解効率をさらに向上させることを目的するもので、電解室Ｒ１，Ｒ２の内部構造に直接関わるスペーサを特殊な構造とすることにより、当該目的を達成するものである。図５には、従来のスペーサ２３Ａを示し、図６には本発明に係るスペーサ２３Ｂを示している。
【００２７】
従来のスペーサ２３Ａは、長方形の枠体２３ａ内に、横方向に所定間隔を保持して並列する多数の縦柱２３ｂを有する格子状スペーサであって、合成樹脂材料で一体成形されているものである。当該スペーサ２３Ａにおいては、枠体２３ａおよび各縦柱２３ｂは同一の厚みに形成されている。
【００２８】
当該スペーサ２３Ａは、各電極板２２と隔膜２１間に介在した状態で、各電極板２２と隔膜２１間を所定間隔に保持して各電解室Ｒ１，Ｒ２を形成するが、当該間隔保持構造では、当該スペーサ２３Ａの各縦柱２３ｂが電極板２２と隔膜２１とに当接した状態で、各電極板２２と隔膜２１間を所定間隔に保持している。
【００２９】
このため、当該間隔保持構造では、各電極板２２と隔膜２１間に形成されている各電解室Ｒ１，Ｒ２は、当該スペーサ２３Ａの各縦柱２３ｂによって横方向に複数に分割された状態となり、各電解室Ｒ１，Ｒ２の分割された縦方向に延びる各部位間では、被電解水に流速差や流量差が生じることになる。この結果、当該間隔保持構造を有する電解槽では、各電解室Ｒ１，Ｒ２内での被電解水の流速差や流量差に起因して電解効率が低下するおそれがあり、設定された特性の電解生成水を的確に生成することができないおそれがあり、かつ、隔膜２１および各電極板２２が早期に劣化するおそれがある。
【００３０】
これに対して、本発明の一実施形態では、各電極板２２と隔膜２１間に介在させて各電極板２２と隔膜２１間を所定間隔に保持するスペーサとして、図６に示すスペーサ２３Ｂを採用している。当該スペーサ２３Ｂは、長方形の枠体２３ｃ内に、横方向に所定間隔を保持して並列する多数の縦柱２３ｄを有する格子状スペーサであって、合成樹脂材料で一体成形されている点では、従来のスペーサ２３Ａとは類似する構造ではある。
【００３１】
しかしながら、当該スペーサ２３Ｂは、従来のスペーサ２３Ａに比較して略半分の厚みに形成されていて、各縦柱２３ｄに多数の柱状突起部２３ｅを形成しているものである。各柱状突起部２３ｅは、縦方向には所定の間隔を保持して位置し、かつ、隣り合う同士の縦柱２３ｄ間では千鳥配列状態に位置している。当該スペーサ２３Ｂにおいては、縦柱２３ｄと柱状突起部２３ｅを合わせた状態の厚みが、従来のスペーサ２３Ａの厚みと略同じに設定されている。また、当該スペーサ２３Ｂが互いに対向した状態では、一方のスペーサ２３Ｂの各柱状突起部２３ｅと他方のスペーサ２３Ｂの各柱状突起部２３ｅとが互いに当接する関係に設定されている。
【００３２】
当該スペーサ２３Ｂは、従来のスペーサ２３Ａと同様に、各電極板２２と隔膜２１間に介在した状態で、各電極板２２と隔膜２１間を所定間隔に保持して各電解室Ｒ１，Ｒ２を形成するが、当該間隔保持構造では、一方のスペーサ２３Ｂの各縦柱２３ｄが有する多数の柱状突起部２３ｅが、隔膜２１を挟んで位置する他方のスペーサ２３Ｂの各縦柱２３ｄが有する多数の柱状突起部２３ｅに当接した状態で、各電極板２２と隔膜２１間を所定間隔に保持することになる。従って、当該間隔保持構造では、各電極板２２と隔膜２１間がスペーサ２３Ｂの多数の柱状突起部２３ｅを支持点として所定間隔に保持され、各電解室Ｒ１，Ｒ２は横方向にも縦方向にも全く分割されてはいない状態となる。
【００３３】
このため、当該間隔保持構造を有する電解槽では、各電解室Ｒ１，Ｒ２の分割部位に起因する被電解水の流速差や流量差が発生することはなく、各電解室Ｒ１，Ｒ２に供給される被電解水は各電極板２２に沿って均一に流動することになる。この結果、当該電解槽における電解効率が向上し、設定された特性の電解生成水を的確に生成することができ、かつ、隔膜２１や各電極板２２の早期の劣化を防止することができる。
【００３４】
上記した実施形態は、本発明を有隔膜電解槽に実施したものであるが、本発明は、槽本体と、槽本体の内部に配設されて互いに対向して位置する一対の電極板と、これら両電極板間に介在して両電極板の間隔を所定間隔に保持するスペーサを備え、両電極板間が流動する被電解水を電解する電解室に構成されている電解槽、換言すれば、無隔膜電解槽にも実施し得ることは当然のことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用対象とする形式の電解槽の縦断側面図である。
【図２】同電解槽を分解した状態の各構成部材の縦断側面図である。
【図３】同電解槽を構成する一方のセル、電極板および隔膜を取除いた状態の内側の正面図である。
【図４】同セルの内側の正面図である。
【図５】同電解槽に採用される従来のスペーサの正面図（ａ）、および側面図（ｂ）である。
【図６】同電解槽に採用される本発明に係るスペーサの正面図（ａ）、および側面図（ｂ）である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ…セル、１０ｃ…導入部、１１…供給口、１２…流出口、１３ａ…第１流通路、１３ｂ…第２流通路、１４ａ，１４ｂ…第３流通路、２１…隔膜、２２…電極板、２２ａ…ナット、２２ｂ…電極端子、２３Ａ，２３Ｂ…スペーサ、２３ａ，２３ｃ…枠体、２３ｂ，２３ｄ…縦柱、２３ｅ…柱状突起部。

Claims

槽本体と、同槽本体の内部に配設されて互いに対向して位置する一対の電極板と、これら両電極板間に介在して両電極板の間隔を所定間隔に保持するスペーサを備え、前記両電極板間が流動する被電解水を電解する電解室に構成されている電解槽であり、前記スペーサは横方向に所定間隔を保持して並列する複数の縦柱を有する方形で格子状のスペーサであって、前記各縦柱は所定間隔を保持して設けられている複数の柱状突起部を備えていることを特徴とする電解槽。
槽本体と、同槽本体の内部に配設されて同槽本体の内部を２つの区画室に区画する隔膜と、これら各区画室に配設されて前記隔膜に対向して位置する一対の電極板と、これら各電極板と前記隔膜間に介在して各電極板と隔膜間隔を所定の間隔に保持する一対のスペーサを備え、前記各電極板と前記隔膜間が流動する被電解水を電解する一対の電解室に構成されている電解槽であり、前記各スペーサは横方向に所定間隔を保持して並列する複数の縦柱を有する方形で格子状のスペーサであって、前記各縦柱は所定間隔を保持して設けられている複数の柱状突起部を備え、これら各スペーサの柱状突起部は前記隔膜を挟んで互いに対向して位置していることを特徴とする電解槽。