JP2020084221A - 縦型電解装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、補強材は、装置の組み立ての際、外筒と電極支持枠との間に設置していたため、工程が煩雑であった。
また、第一鍔部と第二鍔部とによって、外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成されることによって、当該組み立て工程の際に電極モジュールを保護するとともに、組み立て後の電極モジュールのガタつきを防止できる。
さらに、第一鍔部と第二鍔部が円形の鍔部を形成することで、外筒の内壁と第一支持枠または第二支持枠との間に、電気分解の性能に影響を与えうる液体の流路が形成されるのを実質的に防止でき、これにより、縦型電解装置の電気分解の性能を向上することができる。
このような構成によれば、弾性部により、鍔部と外筒との間のガタつきをさらに効果的に防止することができる。また、鍔部と外筒の隙間が弾性部で埋められることで、縦型電解装置の電気分解の性能をさらに向上することができる。
このような構成によれば、電気分解に伴って発生するガスが縦型電解装置の内部に溜まるのを防止し、縦型電解装置の安全性を向上させることができる。
このような構成によれば、より電気分解の性能を向上させつつ、電極モジュールで電気分解される液体の種類によって、例えば水素ガス等のガスが発生する場合においても、装置外部へ速やかに排出することができるので、より性能が優れ且つ安全性の高い縦型電解装置を提供することができる。
このような構成によれば、第一支持枠及び第二支持枠の変形を防止するとともに強度を増加させ、電極モジュールをより効果的に保護することができる。従って、縦型電解装置の電気分解の性能を向上させるとともに、安全性を向上させることができる。
図1は、縦型電解装置の鉛直方向の透視図であり、後述の第一支持枠23の表面全体が見える状態の透視図である。図2は、後述の電解槽本体2の水平方向の透視図である。
言い換えれば、本発明の「縦型電解装置」は、「縦型」と名付けているものの、縦配置または斜め配置(実質的な横配置)に設置されて、液体Wの電気分解を行う電解装置である。
海水(または塩水)Wは、縦型電解装置1の鉛直方向(軸方向DA)の下方、すなわち下部蓋8の流入口9に流入し、電解槽本体2の内部を上方に向かって流れ、縦型電解装置1の鉛直方向(軸方向DA)の上方、すなわち上部蓋10の流出口11から流出する。そして、電解槽本体2の内部を通る間に、電解槽本体2に配置された後述の電極モジュール3によって海水(または塩水)Wが電気分解される。
なお、設計上、第一リブ26がなくとも第一支持枠23の変形がなく、また、第一リブ26がなくとも第一支持枠23の強度を保つことができる場合には、第一支持枠23に第一リブ26を形成する必要はない。この場合、第一支持枠23に形成される第一リブ26の数は「0」となる。
なお、設計上、第二リブ30がなくとも第二支持枠27の変形がなく、また、第二リブ30がなくとも第二支持枠27の強度を保つことができる場合には、第二支持枠27に第二リブ30を形成する必要はない。この場合、第二支持枠27に形成される第二リブ30の数は「0」となる。
この鍔部14は、従来技術のように、縦型電解装置の組み立ての際、外筒と電極支持枠との間に別途設置されていた補強材と異なり、当初から電極支持枠と一体形成されているため、組み立て工程が簡易になる。
さらに、この鍔部14が、当該鍔部の配置された位置における外筒7と電極支持枠4との水平方向の隙間を実質的に封じ、海水(または塩水)Wの流路の形成を妨げる邪魔板となるため、海水(または塩水)Wが当該隙間を流れにくくなる。言い換えれば、当該隙間の流路の形成を実質的に防止することができる。これにより、下部蓋8の流入口9から流入する海水(または塩水)Wは、実質的にその全てが電極支持枠4で囲われた電極モジュール3の内部を通過することになるので、電極モジュール3によって効率良く電気分解が行われる。すなわち、縦型電解装置1の電気分解の性能を向上することができる。
なお、開口41は、周方向の幅WIを約10mm、径方向の深さDを約3mmとすることが好ましい。この微小な寸法の開口41で、水素や酸素等のガスは十分に排出可能である。
ここでは、開口41は、弾性部19の外周に形成された切欠きとして説明したが、鍔部14と弾性部19が上記邪魔板の機能を十分に発揮できるのであれば、開口41は弾性部19に形成された貫通孔であってもよい。また、開口41の数も、4箇所に限らず、3箇所以下、または5箇所以上、形成してもよい。
例えば第一板部24と第一鍔部25、第一鍔部25と第一板部24と第一リブ26、第二板部28と第二鍔部29、第二鍔部29と第二板部28と第二リブ30など一体に形成される部材は、固定を容易にする凹凸部を有しても良く、またネジ等の異なる部材により一体に形成されてもよく、また型枠から成形する段階で個々の部材が一体に形成されていてもよい。
2 電解槽本体
3 電極モジュール
4 電極支持枠
7 外筒
8 下部蓋
9 流入口
10 上部蓋
11 流出口
14 鍔部
15A 正極棒(+電極)
15B 負極棒(−電極)
18 電極板
19 弾性部
21 環状スペーサ
22A ボルト
22B ナット
23 第一支持枠
24 第一板部
24a ネジ穴
25 第一鍔部
26 第一リブ
27 第二支持枠
28 第二板部
29 第二鍔部
30 第二リブ
32 ボルト
33 第一辺
34 第二辺
35 第一縁
36 第三辺
37 第二縁
39 貫通孔
40 固定板
41 開口
DA 軸方向
DL 積層方向
W 液体
Claims (5)
- 円筒形状の外筒と、
前記外筒の内部に収容され、複数の電極板が積層された四角柱形状の電極モジュールであって、前記積層の方向が前記外筒の中心軸と垂直に配置される電極モジュールと、
前記積層の方向で前記電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠と、
前記積層の方向に垂直な方向で前記一対の第一支持枠を挟み込んで前記第一支持枠と固定される一対の第二支持枠と、を有し、
前記第一支持枠は、
前記電極モジュールの前記中心軸の軸方向の長さに対応する矩形状の第一板部と、
前記第一板部に一体形成され、前記軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部と、
を備え、
前記第二支持枠は、
前記電極モジュールの前記軸方向の長さに対応する矩形状の第二板部と、
前記第二板部に一体形成され、前記軸方向に前記所定間隔で配置された複数の第二鍔部と、を備え、
前記固定した際、前記第一鍔部と前記第二鍔部とが組み合わさって、前記外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成され、
前記外筒の前記軸方向一方側から導入され、且つ、前記一対の第一支持枠及び前記一対の第二支持枠の間を流通する液体に対して、前記電極モジュールが電気分解を行うことを特徴とする縦型電解装置。 - 前記外筒の前記軸方向の中央よりも上方に配置された前記鍔部のうち少なくとも一つの鍔部に設置され、前記鍔部と前記外筒の内周面との間を埋める弾性部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の縦型電解装置。
- 前記弾性部は、前記軸方向において、前記弾性部の上方と下方とを連通させる開口を備えることを特徴とする請求項2に記載の縦型電解装置。
- 前記液体は、海水または塩水であり、
前記開口は、前記弾性部の外周に形成され、周方向の幅が8mm以上12mm以下、径方向の深さが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きであることを特徴とする請求項3に記載の縦型電解装置。 - 前記第一支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第一鍔部及び前記第一板部と一体形成された第一リブをさらに備え、
前記第二支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第二鍔部及び前記第二板部と一体形成された第二リブをさらに備えること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の縦型電解装置。
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