JP2991111B2 - Non-diaphragm type water electrolyzer - Google Patents

Non-diaphragm type water electrolyzer

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JP2991111B2
JP2991111B2 JP8126371A JP12637196A JP2991111B2 JP 2991111 B2 JP2991111 B2 JP 2991111B2 JP 8126371 A JP8126371 A JP 8126371A JP 12637196 A JP12637196 A JP 12637196A JP 2991111 B2 JP2991111 B2 JP 2991111B2
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acidic water
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水の電気分解によ
り酸性水及び/又はアルカリ性水を生成するための電解
装置に関する。より詳しくは、本発明は無隔膜型の電解
装置に関する。
The present invention relates to an electrolytic device for producing acidic water and / or alkaline water by electrolysis of water. More specifically, the present invention relates to a diaphragmless electrolysis device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の水電解装置は隔膜型のもので、対
設した電極間の電解流路は水の通過を制限する不織布、
素焼き板等の隔膜によって陰極室と陽極室とに仕切られ
ている。両電極間に電圧を印加すると水が電気分解さ
れ、陽極室には酸性水が生成され、陰極室にはアルカリ
性水が生成される。生成した酸性水とアルカリ性水は、
夫々、酸性水取出口およびアルカリ性水取出口から取り
出される。
2. Description of the Related Art A conventional water electrolysis apparatus is of a diaphragm type, and an electrolysis flow path between opposed electrodes is a nonwoven fabric which restricts the passage of water.
The cathode compartment and the anode compartment are separated by a diaphragm such as an unglazed plate. When a voltage is applied between both electrodes, water is electrolyzed, so that acidic water is generated in the anode chamber and alkaline water is generated in the cathode chamber. The generated acidic water and alkaline water are
It is taken out from an acidic water outlet and an alkaline water outlet, respectively.

【0003】得られた電解水(酸性水及び/又はアルカ
リ性水)は、その用途に応じた所望のpHを呈すること
が望ましい。そこで、隔膜型の電解装置に関する従来技
術においては、酸性水取出系統及び/又はアルカリ性水
取出系統に流量制御弁を設け、酸性水及び/又はアルカ
リ性水のpHを制御することが提案されている(例え
ば、特開昭53-5850号)。その原理は、流量制御により
陰極室内又は陽極室内の流れの流速を下げると、電解室
内での水の滞留時間が長くなるので、電解が強度に行わ
れ、 pH値の高い強アルカリ性水(又はpH値の低い
強酸性水)が得られるというものである。
It is desirable that the obtained electrolyzed water (acidic water and / or alkaline water) exhibit a desired pH according to its use. In view of the above, in the prior art relating to the diaphragm type electrolysis device, it has been proposed to provide a flow control valve in the acidic water extracting system and / or the alkaline water extracting system to control the pH of the acidic water and / or the alkaline water ( For example, JP-A-53-5850). The principle is that if the flow velocity in the cathode chamber or anode chamber is reduced by controlling the flow rate, the residence time of the water in the electrolysis chamber becomes longer, so that the electrolysis is performed strongly and strong alkaline water with a high pH value (or pH (Strongly acidic water with a low value).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、隔膜型の電解
装置の問題点は、隔膜に細菌・微生物が付着繁茂する傾
向があり、さらには長期の使用によって隔膜が絶縁物に
よって目詰まりを発生し、電流の流れを遮断して電解効
率を低下させることである。
However, the problem of the diaphragm type electrolysis apparatus is that bacteria and microorganisms tend to adhere and proliferate on the diaphragm, and the diaphragm is clogged by the insulator due to long-term use. That is, the current flow is interrupted to lower the electrolysis efficiency.

【0005】すなわち、水で濡れる隔膜には大腸菌等の
細菌や微生物が棲息しやすく、また、炭酸マグネシウム
や炭酸カルシウム等の不溶性で絶縁性の析出物が隔膜に
付着・堆積するからである。
That is, bacteria and microorganisms such as Escherichia coli easily inhabit the water-wetted membrane, and insoluble and insulative precipitates such as magnesium carbonate and calcium carbonate adhere and deposit on the membrane.

【0006】そこで、本発明の目的は、隔膜を廃止する
ことにより、細菌・微生物の繁殖源が無く、効率的な電
解を長期間にわたって保証することの可能な、無隔膜型
の電解装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a non-diaphragm type electrolysis apparatus which eliminates bacteria and microorganisms and can guarantee efficient electrolysis over a long period of time by eliminating the diaphragm. Is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一特徴は、原水
流入口を備えた電解槽内に、一対の平板状の陽極板と陰
極板を、その間に隔膜を介在させることなく、かつ、通
水時に層流が形成されるような微小な間隙をもって平行
に対設することにより、該電極板間に無隔膜型電解流路
を形成し、上記電解流路の下流側には陽極板側に連通す
る酸性水取出口と陰極板側に連通するアルカリ性水取出
口とを設けたことにある。
One feature of the present invention is that a pair of flat anode and cathode plates are placed in an electrolytic cell provided with a raw water inlet without a diaphragm interposed therebetween, and A non-diaphragm-type electrolytic flow path is formed between the electrode plates by being opposed in parallel with a minute gap such that a laminar flow is formed when passing water, and the anode plate side is provided downstream of the electrolytic flow path. And an alkaline water outlet communicating with the cathode plate side.

【0008】陽極板と陰極板との間の間隙は微小に設定
してあるので、電解流路に流入した水流は電極板の表面
に沿って流れる間に粘性の作用を受け、層流を形成す
る。層流の形の水流は電解流路を流れる間に電解され、
陽極板の表面には酸性水が生成し、陰極板の表面にはア
ルカリ性水が生成する。電解流路内には層流が維持され
ているので、陽極板の表面に生成した酸性水はそのまま
陽極板の表面に沿って流れ、酸性水取出口から流出す
る。また、陰極板の表面に生成したアルカリ性水は陰極
板の表面に沿って流れ、アルカリ性水取出口から流出す
る。このようにして、電解により生成した酸性水とアル
カリ性水は、従来の隔膜を使用することなく、別々に取
り出すことができる。
[0008] Since the gap between the anode plate and the cathode plate is set to be minute, the water flow flowing into the electrolytic flow channel is subjected to viscous action while flowing along the surface of the electrode plate to form a laminar flow. I do. The water flow in the form of laminar flow is electrolyzed while flowing through the electrolysis channel,
Acidic water is generated on the surface of the anode plate, and alkaline water is generated on the surface of the cathode plate. Since a laminar flow is maintained in the electrolytic flow channel, the acidic water generated on the surface of the anode plate flows along the surface of the anode plate as it is, and flows out from the acidic water outlet. Further, the alkaline water generated on the surface of the cathode plate flows along the surface of the cathode plate and flows out from the alkaline water outlet. In this way, the acidic water and the alkaline water generated by the electrolysis can be separately taken out without using a conventional diaphragm.

【0009】ところで、陰極室と陽極室とを隔てる隔膜
を備えた従来の隔膜型の電解装置とは異なり、本発明の
無隔膜・層流型の電解装置においては、陰極室と陽極室
とを隔てる隔膜が無いので、電解流路内には陽極板から
陰極板にかけてpHの漸変する層流が形成される。所望
のpHを持った酸性水(又はアルカリ性水)を得るため
には、陽極板の表面に沿って流れて来た酸性水(又は陰
極板の表面に沿って流れて来たアルカリ性水)を、乱流
を発生させることなく、層流の残部から滑らかに抜き出
さなければならない。
By the way, unlike the conventional diaphragm type electrolysis apparatus having a diaphragm for separating the cathode chamber and the anode chamber, in the non-diaphragm / laminar flow type electrolysis apparatus of the present invention, the cathode chamber and the anode chamber are separated. Since there is no separating membrane, a laminar flow whose pH changes gradually from the anode plate to the cathode plate is formed in the electrolytic flow channel. In order to obtain acidic water (or alkaline water) having a desired pH, acidic water (or alkaline water flowing along the surface of the cathode plate) flowing along the surface of the anode plate is obtained by: It must be smoothly extracted from the rest of the laminar flow without creating turbulence.

【0010】ところが、陽極板と陰極板との間の間隙は
層流を形成するべく極めて微小に設定してあり、その
上、陽極板の表面に沿って流れて来る強酸性水(又は陰
極板の表面に沿って流れて来る強アルカリ性水)の境界
層(電極板に最も近い層)は著しく薄い(その厚さは一
般に電極間隙の数分の1以下である)ので、所望のpH
を持った酸性水(又はアルカリ性水)、特に強酸性水
(又は強アルカリ性水)を層流の残部から選択的に抜き
出すのは著しく困難である。
However, the gap between the anode plate and the cathode plate is extremely small so as to form a laminar flow, and furthermore, strongly acidic water (or the cathode plate) flowing along the surface of the anode plate. The boundary layer (the layer closest to the electrode plate) of the strongly alkaline water flowing along the surface of the electrode is extremely thin (its thickness is generally less than a fraction of the electrode gap), so that the desired pH
It is extremely difficult to selectively extract acidic water (or alkaline water), particularly strong acidic water (or strong alkaline water), having residual water from the rest of the laminar flow.

【0011】そこで、本発明の他の特徴は、酸性水取出
口とアルカリ性水取出口のいずれか一方または双方に、
酸性水取出口への流量とアルカリ性水取出口への流量と
の比率を制御する流量制御手段を設け、酸性水取出口と
アルカリ性水取出口への流量比率を制御することによ
り、無隔膜型電解流路内を流れるpHの漸変する層流が
酸性水取出口とアルカリ性水取出口とに分配される比率
を制御するようにしたことにある。
Therefore, another feature of the present invention is that one or both of the acidic water outlet and the alkaline water outlet are provided with:
By providing flow rate control means for controlling the ratio between the flow rate to the acidic water outlet and the flow rate to the alkaline water outlet, and by controlling the flow rate ratio between the acidic water outlet and the alkaline water outlet, the diaphragmless electrolysis is performed. The purpose is to control the ratio of the laminar flow having a gradual pH flowing in the flow channel to be distributed to the acidic water outlet and the alkaline water outlet.

【0012】例えば、強酸性水を得たい場合には、陽極
板の表面に沿って流れて来た強酸性水の境界層が専ら酸
性水取出口に送られ、アルカリ性水を含む層流の残部が
アルカリ性水取出口に送られるように流量比率を制御す
れば、強酸性水を得ることができる。同様に、強アルカ
リ性水を得たい場合には、陰極板の表面に沿って流れて
来た強アルカリ性水の境界層が専らアルカリ性水取出口
に送られ、酸性水を含む層流の残部が酸性水取出口に送
られるように流量比率を制御すればよい。
For example, when it is desired to obtain a strongly acidic water, the boundary layer of the strongly acidic water flowing along the surface of the anode plate is sent exclusively to the acidic water outlet, and the remainder of the laminar flow containing the alkaline water is discharged. By controlling the flow rate ratio so that is sent to the alkaline water outlet, strongly acidic water can be obtained. Similarly, when it is desired to obtain strongly alkaline water, the boundary layer of strongly alkaline water flowing along the surface of the cathode plate is exclusively sent to the alkaline water outlet, and the remainder of the laminar flow containing acidic water is converted to acidic water. What is necessary is just to control a flow rate ratio so that it may be sent to a water intake.

【0013】即ち、流量比率の制御により、 pHの漸
変する層流のうち、不要なpHを持った層流成分を、反
対側の取出口に混ざり込ませることができる。例えば、
強酸性水を得たい場合には、弱酸性水をアルカリ性水取
出口に混ざり込ませ、強アルカリ性水を得たい場合に
は、弱アルカリ性水を酸性水取出口に混ざり込ませる。
このようにすれば、隔膜が無くても、所望のpHを持っ
た酸性水(又はアルカリ性水)、特に強酸性水(又は強
アルカリ性水)を得ることができる。
That is, by controlling the flow rate ratio, a laminar flow component having an unnecessary pH, out of the laminar flow whose pH changes gradually, can be mixed into the outlet on the opposite side. For example,
When it is desired to obtain a strongly acidic water, the weakly acidic water is mixed into the alkaline water outlet, and when it is desired to obtain a strongly alkaline water, the weakly alkaline water is mixed into the acidic water outlet.
In this way, acidic water (or alkaline water) having a desired pH, particularly strong acidic water (or strong alkaline water), can be obtained without a diaphragm.

【0014】好ましい実施態様においては、酸性水取出
口又はアルカリ性水取出口は陽極板又は陰極板の作用面
を通る平面に対してほぼ垂直に電解流路の下流側に開口
し、水の電気分解により生成され陽極板に沿って流れる
酸性水又は陰極板に沿って流れるアルカリ性水が電解流
路内の層流からほぼ垂直方向に分離されるようになって
いる。
In a preferred embodiment, the acidic water outlet or the alkaline water outlet is opened on the downstream side of the electrolytic flow passage substantially perpendicularly to a plane passing through the working surface of the anode plate or the cathode plate, and the water is electrolyzed. And the alkaline water flowing along the anode plate or the alkaline water flowing along the cathode plate is separated from the laminar flow in the electrolytic flow channel in a substantially vertical direction.

【0015】このようにすれば、電解流路の下流側部位
に乱流を発生させることなく酸性水とアルカリ性水とを
分離することができ、強度の酸性水又はアルカリ性水を
回収することができる。
[0015] According to this configuration, the acidic water and the alkaline water can be separated without generating turbulence in the downstream portion of the electrolytic flow path, and the strong acidic or alkaline water can be recovered. .

【0016】本発明の他の実施態様においては、原水流
入口と電解流路との間には所定容量のタンク室を設け、
電解流路の上流側部位をそのほぼ全幅にわたりタンク室
に連通させる。
In another embodiment of the present invention, a tank having a predetermined capacity is provided between the raw water inlet and the electrolytic flow path,
An upstream portion of the electrolytic flow path is communicated with the tank chamber over substantially the entire width thereof.

【0017】このようにすれば、タンク室が所定の容量
を有するのに対して電極間隙が狭いので、原水流入口か
ら流入した水は先ずタンク室内にゆったりと充満する。
従って、タンク室から電解流路に流入した時には、水流
は速やかに層流を形成するので、層流形成に要する助走
距離を最小限にし、電解装置を小型化することができ
る。
With this configuration, since the tank chamber has a predetermined capacity and the electrode gap is narrow, the water flowing in from the raw water inflow port first fills the tank chamber slowly.
Therefore, when the water flows from the tank chamber into the electrolytic flow path, the water flow quickly forms a laminar flow, so that the approach distance required for forming the laminar flow can be minimized, and the size of the electrolytic apparatus can be reduced.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】添付図面を参照するに、本発明の
電解装置は電解槽1を有する。この電解槽1は一端側に
原水流入口2を備え、電解槽1内には、一対の平板状電
極8、9がその間に狭隘な電解流路7aを形成するべく
平行に収納してある。電解槽1の他端側には、電解流路
7aの陽極板8側に連通する酸性水取出口3と、電解流
路7aの陰極板9側に連通するアルカリ性水取出口4と
が設けてある。電解槽としては従来の隔膜型電解槽から
隔膜を省略したものを使用してもよいが、本実施例では
乱流の発生を極力回避するべく図2から図4に示す電解
槽が使用してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the accompanying drawings, an electrolysis apparatus according to the present invention has an electrolyzer 1. The electrolytic cell 1 has a raw water inflow port 2 at one end side, and a pair of flat electrodes 8 and 9 are accommodated in the electrolytic cell 1 in parallel to form a narrow electrolytic channel 7a therebetween. On the other end side of the electrolytic cell 1, there are provided an acidic water outlet 3 communicating with the anode plate 8 side of the electrolytic flow channel 7a, and an alkaline water outlet 4 communicating with the cathode plate 9 side of the electrolytic flow channel 7a. is there. As the electrolytic cell, a cell obtained by omitting a diaphragm from a conventional diaphragm-type electrolytic cell may be used. In this embodiment, the electrolytic cells shown in FIGS. 2 to 4 are used in order to minimize the occurrence of turbulence. is there.

【0019】すなわち、電解槽1は一方側容器部1aと
他方側容器部1bとで薄手の縦二分割容器状に構成して
ある。この一方側容器部1aと他方側容器部1bとは共
に合成樹脂等の防水材で構成されるのは無論であるが、
後述する陽極板8と陰極板9とを収納するため絶縁材で
構成することが望ましい。また、この一方側容器部1a
と他方側容器部1bとは、嵌合部にパッキン11を介挿
し、複数の締着螺子12で相互に締結して液密性を備え
た薄手の容器の形に形成してある。
That is, the electrolytic cell 1 is formed in a thin vertical two-part container shape by the one-side container part 1a and the other-side container part 1b. It is a matter of course that both the one-side container portion 1a and the other-side container portion 1b are made of a waterproof material such as a synthetic resin.
It is desirable to use an insulating material to house the anode plate 8 and the cathode plate 9 described later. Also, the one-side container portion 1a
The other container part 1b is formed into a thin container having liquid tightness by interposing a packing 11 in a fitting part and mutually fastening with a plurality of fastening screws 12.

【0020】電解槽1の一端側には原水流入口2が、他
端側には酸性水流出口3とアルカリ性水流出口4とが設
けてある。すなわち、この電解槽1は原水流入口2より
流入した水道水等の原水が電解槽1内を通って酸性水流
出口3とアルカリ性水流出口4とから流出するようにな
っている。
A raw water inlet 2 is provided at one end of the electrolytic cell 1, and an acidic water outlet 3 and an alkaline water outlet 4 are provided at the other end. That is, in the electrolytic cell 1, raw water such as tap water flowing from the raw water inlet 2 passes through the electrolytic cell 1 and flows out from the acidic water outlet 3 and the alkaline water outlet 4.

【0021】また、上記電解槽1内の原水流入口2が連
通される部位より下流側部位には、電解槽1内にその横
幅略全幅にわたって上記原水流入口2の断面積より小さ
い断面積のスリット状狭窄流路10を形成する堰5を設
け、この堰5より上流部位に該スリット状狭窄流路10
と同じ幅を備えた所定容量のタンク室6が設けてある。
電解槽1の全幅とは図2、図3の左右方向の内法寸法を
意味する。したがって、スリット状狭窄流路10および
タンク室6の幅(同じく図2、図3の左右方向の内法寸
法)は共に電解槽1(正確には、後述する電解流路7
a)の全幅の寸法を有する。
Further, in a portion of the electrolytic cell 1 downstream of the portion where the raw water inlet 2 communicates, the cross-sectional area of the raw water inlet 2 is smaller than the cross-sectional area of the raw water inlet 2 over substantially the entire width of the electrolytic cell 1. A weir 5 forming a slit-shaped constricted flow path 10 is provided, and the slit-shaped constricted flow path 10 is provided upstream of the weir 5.
A tank chamber 6 having the same width as that of a predetermined capacity is provided.
The total width of the electrolytic cell 1 means an inner dimension in the left-right direction in FIGS. Therefore, both the width of the slit-shaped constricted flow path 10 and the width of the tank chamber 6 (the inner dimension in the horizontal direction in FIGS. 2 and 3) are both the electrolytic cell 1 (more precisely, the electrolytic flow path 7 described later).
a) has the full width dimension.

【0022】スリット状狭窄流路10のスリット間隙
(図4の左右方向幅)は、タンク室6の流路断面形状よ
りも該スリット状狭窄流路10の流路断面形状が狭くな
るように設定してある。このように、タンク室6が所定
の容量を有すると共に、タンク室6に比較してスリット
状狭窄流路10よりも下流の流路は狭窄されているの
で、原水流入口2から流入した水は先ずタンク室6内に
ゆったりと充満する。次いでタンク室6から狭窄流路1
0を介して電解流路に流入するにつれて、水流は速やか
に層流(乱流のない流れ)を形成する。
The slit gap (width in the left-right direction in FIG. 4) of the slit-shaped constricted flow path 10 is set so that the cross-sectional shape of the slit-shaped constricted flow path 10 is smaller than that of the tank chamber 6. I have. As described above, since the tank chamber 6 has a predetermined capacity and the flow path downstream of the slit-shaped narrow flow path 10 is narrower than the tank chamber 6, the water flowing from the raw water inlet 2 is First, the inside of the tank chamber 6 is filled slowly. Next, from the tank chamber 6 to the stenotic flow path 1
As the water flows into the electrolysis flow path through 0, the water flow quickly forms a laminar flow (flow without turbulence).

【0023】なお、図示した実施例では、上記堰5の上
流部位にも前段堰5aと、さらにその上流部に前段タン
ク室6aを設け、水が堰5と前段堰5aとの二段を通過
するようになっている。しかし、この前段堰5aと前段
タンク室6aとは省略してもよい。また、上記堰5に
は、図3に最も明らかに示すごとく、縦方向に複数の整
流突起13が設けてあるが、これらの整流突起13も省
略可能である。
In the illustrated embodiment, a pre-stage weir 5a is also provided upstream of the weir 5, and a pre-stage tank chamber 6a is further provided upstream of the weir 5 so that water passes through the two stages of the weir 5 and the pre-stage weir 5a. It is supposed to. However, the former weir 5a and the former tank chamber 6a may be omitted. Further, the weir 5 is provided with a plurality of rectification projections 13 in the vertical direction as shown most clearly in FIG. 3, but these rectification projections 13 can also be omitted.

【0024】電解層1内には上記スリット状狭窄流路1
0よりも下流側に電解室7が設けてあり、この電解室7
内には一対の平板状の陽極板8と陰極板9が電解流路7
aを形成するべく平行に対設収納してある。電極板8、
9間の間隙は、通水時に電解流路(7a)内に層流が形
成される程度に微小に設定してある。
In the electrolytic layer 1, the above-mentioned slit-shaped constricted flow path 1 is provided.
The electrolysis chamber 7 is provided downstream of the electrolysis chamber 7.
A pair of flat anode plates 8 and cathode plates 9 are provided inside the electrolytic flow channel 7.
a is installed in parallel to form a. Electrode plate 8,
The gap between the pipes 9 is set so small that a laminar flow is formed in the electrolytic flow path (7a) when water is passed.

【0025】上記陽極板8と陰極板9との材質に関して
は特に制約はないが、耐食性金属が使用されることは無
論であり、陽極板8と陰極板9との間には図示しない電
源装置により所定の直流電圧が印加されるのは従来と同
じである。
The material of the anode plate 8 and the cathode plate 9 is not particularly limited, but it is a matter of course that a corrosion-resistant metal is used, and a power supply (not shown) is provided between the anode plate 8 and the cathode plate 9. Is applied as in the prior art.

【0026】また、上記スリット状狭窄流路10と、陽
極板8と陰極板9との間の電解流路7aとは、略同じ寸
法となし、略同一平面上にあることが水の流れに乱流を
発生しないことからより実用的である。
The slit-shaped constricted flow channel 10 and the electrolytic flow channel 7a between the anode plate 8 and the cathode plate 9 have substantially the same dimensions, and are substantially on the same plane to prevent the flow of water. It is more practical because it does not generate turbulence.

【0027】酸性水流出口3の上流端は電解流路7aの
下流側で陽極板8側に連通させてあり、アルカリ性水流
出口4の上流端は同じく電解流路7aの下流側で陰極板
9側に連通させてある。
The upstream end of the acidic water outlet 3 communicates with the anode plate 8 downstream of the electrolytic flow channel 7a, and the upstream end of the alkaline water outlet 4 also downstream of the electrolytic flow channel 7a and the cathode plate 9 side. It is communicated to.

【0028】すなわち、酸性水流出口3は、その上流端
が電解流路7aの下流側で陽極板8側に位置するので、
電解により生成され陽極板8の表面(作用面)に沿って
流れて来た酸性水を流出させる。アルカリ性水流出口4
は、その上流端が電解流路7aの下流側で陰極板9側に
位置するので、電解により生成され陰極板9の表面に沿
って流れて来たアルカリ性水を流出させる。
That is, since the upstream end of the acidic water outlet 3 is located on the anode plate 8 side downstream of the electrolytic flow channel 7a,
The acidic water generated by the electrolysis and flowing along the surface (working surface) of the anode plate 8 is discharged. Alkaline water outlet 4
Discharges the alkaline water generated by electrolysis and flowing along the surface of the cathode plate 9 because its upstream end is located on the cathode plate 9 side downstream of the electrolytic flow channel 7a.

【0029】酸性水流出口3とアルカリ性水流出口4と
はその断面積を陽極板8と陰極板9との間で間隙で形成
される電解流路7aの断面積の2分の1以上に設定すれ
ばその上流部位で乱流が発生することはほとんどない
が、図示した実施例では、電解流路7aの下流側に、こ
の電解流路7aの陽極板8側略半分に相当する衝突板1
4を設け、陽極板8の表面に沿って流れてきた酸性水が
この衝突板14に衝突し、陽極板8の下流側端と該衝突
板14との間に形成した折返し間隙18から折返し流路
15内に流入するようになっている。この折返し流路1
5の下流端に酸性水流出口3が設けてある。なお、この
折返し流路15は一方側容器部1aに膨出形成した膨出
部16(図2参照)内に形成してあり、陽極板8の裏面
に沿って位置している。
The cross-sectional area of the acidic water outlet 3 and the alkaline water outlet 4 is set to be at least half the cross-sectional area of the electrolytic flow channel 7a formed by the gap between the anode plate 8 and the cathode plate 9. Although turbulence hardly occurs in the upstream portion of the electrolysis flow channel, in the illustrated embodiment, the collision plate 1 corresponding to substantially half of the electrolysis flow channel 7a on the anode plate 8 side is provided downstream of the electrolysis flow channel 7a.
4, the acidic water flowing along the surface of the anode plate 8 collides with the impingement plate 14, and flows back from a folding gap 18 formed between the downstream end of the anode plate 8 and the impingement plate 14. It flows into the road 15. This folded channel 1
At the downstream end of 5, an acidic water outlet 3 is provided. The folded flow path 15 is formed in a bulging portion 16 (see FIG. 2) bulging out from the one-side container 1a, and is located along the back surface of the anode plate 8.

【0030】このように、図示実施例では、酸性水流出
口3の位置は陽極板8の下流端から距離を持たせてある
と共に、折返し流路15は所定容量の酸性水回収用タン
ク室として作用するので、酸性水流出口3の上流部位で
発生するおそれのある乱流の影響が回避される。
As described above, in the illustrated embodiment, the position of the acidic water outlet 3 is spaced from the downstream end of the anode plate 8, and the return flow path 15 functions as a tank chamber for recovering a predetermined volume of acidic water. Therefore, the influence of the turbulent flow which may occur at the upstream portion of the acidic water outlet 3 is avoided.

【0031】他方、図示実施例では、陰極板9の表面に
沿って流れてきたアルカリ性水は、そのまま、衝突板1
4と他方側容器部1bとの間に形成された上部間隙19
を通って直進することになるが、電解流路7aの下流側
には上部間隙19を介して該電解流路7aに連通する所
定容量の下流側タンク室17が設けてあり、アルカリ性
水流出口4の上流端はこの下流側タンク室17に連通さ
せてある。
On the other hand, in the illustrated embodiment, the alkaline water flowing along the surface of the cathode plate 9
4 and the upper gap 19 formed between the other side container portion 1b
However, a downstream tank chamber 17 having a predetermined capacity communicating with the electrolytic flow channel 7a via the upper gap 19 is provided downstream of the electrolytic flow channel 7a. Is connected to the downstream-side tank chamber 17.

【0032】すなわち、下流側タンク室17は、アルカ
リ性水流出口4と電解流路7aとの間に介在することに
なり、所定の容量を有するので局所的圧力変動を均一化
することができる。したがって、図示実施例では、アル
カリ性水流出口4の上流部位で発生するおそれのある乱
流の影響は、下流側タンク室17の圧力変動均一化作用
によって回避される。
That is, the downstream tank chamber 17 is interposed between the alkaline water outlet 4 and the electrolytic flow channel 7a, and has a predetermined capacity, so that local pressure fluctuations can be made uniform. Therefore, in the illustrated embodiment, the influence of the turbulent flow which may occur at the upstream portion of the alkaline water outlet 4 is avoided by the action of equalizing the pressure fluctuation in the downstream tank chamber 17.

【0033】図1を参照するに、酸性水取出口3とアル
カリ性水取出口4とのいずれか一方または双方には、酸
性水取出口3からの流出量とアルカリ性水取出口4から
の流出量に差を持たせ、両者の流量比率を制御するため
の流量絞り体51、52が設けてある。
Referring to FIG. 1, one or both of the acidic water outlet 3 and the alkaline water outlet 4 has an outflow from the acidic water outlet 3 and an outflow from the alkaline water outlet 4. Are provided, and flow restrictors 51 and 52 are provided for controlling the flow ratio between the two.

【0034】上記流量絞り体51、52は、固定絞り、
可変絞りのいずれでもよく、図1には固定絞り弁51
a、52a、オリフィス51b、52b、可変絞り弁5
1c、52cが示してあるが、これらの一種を使用して
もよく、さらには、オリフィス51b、52bに代えて
管路を縮径したもの(図示せず)を使用してもよいこと
は無論である。
The flow restrictors 51 and 52 are fixed restrictors,
Any of the variable throttles may be used.
a, 52a, orifices 51b, 52b, variable throttle valve 5
Although 1c and 52c are shown, one of these may be used, and it is a matter of course that a reduced diameter pipe (not shown) may be used instead of the orifices 51b and 52b. It is.

【0035】陽極板8と陰極板9との間に直流電圧を印
加しながら電解槽に通水すると、水流は電解流路7a内
で層流を形成して流れながら電解される。層流が電解流
路7aを進むにつれて、陽極板8の近傍の境界層は最も
強度の酸性となり、陰極板9の近傍の境界層は最も強度
のアルカリ性となり、陽極板8から陰極板9にかけてp
Hの漸変する層流が形成される。流量絞り体51、52
が同じ絞り割合に設定されていると、電解により生成し
た酸性水とアルカリ性水は電解流路7aの中央で二分さ
れ、酸性水流出口3およびアルカリ性水流出口4から1
対1の流量比率で流出するであろう。この場合には、比
較的緩和な酸性水とアルカリ性水を得ることができる。
When water is passed through the electrolytic cell while applying a DC voltage between the anode plate 8 and the cathode plate 9, the water flow is electrolyzed while forming a laminar flow in the electrolytic flow channel 7a. As the laminar flow proceeds through the electrolytic flow channel 7a, the boundary layer near the anode plate 8 becomes the most acidic, and the boundary layer near the cathode plate 9 becomes the most alkaline, and the p-layer extends from the anode plate 8 to the cathode plate 9.
A gradual laminar flow of H is formed. Flow restrictors 51, 52
Is set to the same throttle ratio, the acidic water and the alkaline water generated by the electrolysis are divided into two at the center of the electrolytic flow channel 7a, and the acidic water and the alkaline water outlet 4
It will flow out at a flow ratio of one to one. In this case, relatively mild acidic water and alkaline water can be obtained.

【0036】流量絞り体51、52の設定を変えて酸性
水流出口3とアルカリ性水流出口4の流量比率を変える
と、pHの漸変する層流のうち酸性水流出口3に送られ
る層流成分とアルカリ性水流出口4に送られる層流成分
の比率が変わる。
When the flow rate ratio between the acidic water outlet 3 and the alkaline water outlet 4 is changed by changing the settings of the flow restrictors 51 and 52, the laminar flow component sent to the acidic water outlet 3 in the laminar flow whose pH changes gradually is The ratio of the laminar components sent to the alkaline water outlet 4 changes.

【0037】例えば、酸性水流出口3において強酸性水
を得たい場合には、酸性水流出口3の流量を絞ることに
より、陽極板8の表面に沿って流れて来た強酸性の境界
層が専ら酸性水取出口3に送られ、弱酸性と中性とアル
カリ性の層流成分を含む層流の残部がアルカリ性水取出
口4に送られるように流量比率を制御すればよい。反対
に、アルカリ性水流出口4において強アルカリ性水を得
たい場合には、陰極板9の表面に沿って流れて来た強ア
ルカリ性水の境界層が専らアルカリ性水取出口4に送ら
れ、弱アルカリ性と中性と酸性水を含む層流の残部が酸
性水取出口に送られるようにアルカリ性水流出口4の流
量を絞ればよい。
For example, when it is desired to obtain strongly acidic water at the acidic water outlet 3, the flow rate of the acidic water outlet 3 is reduced so that the strongly acidic boundary layer flowing along the surface of the anode plate 8 is exclusively used. The flow ratio may be controlled so that the remaining part of the laminar flow, which is sent to the acidic water outlet 3 and contains the weakly acidic, neutral and alkaline laminar components, is sent to the alkaline water outlet 4. On the other hand, when it is desired to obtain strong alkaline water at the alkaline water outlet 4, the boundary layer of the strong alkaline water flowing along the surface of the cathode plate 9 is exclusively sent to the alkaline water outlet 4, and the alkaline water is removed. The flow rate of the alkaline water outlet 4 may be reduced so that the remainder of the laminar flow containing neutral and acidic water is sent to the acidic water outlet.

【0038】このようにすれば、電極板の表面に沿って
流れて来た強酸性水又は強アルカリ性水の非常に薄い境
界層だけを、乱流を発生させることなく層流の残部から
巧みに分離することができる。或いは、 pHの漸変す
る層流のうち不要なpHを持った層流成分を反対側の取
出口から流出させるようにすれば、所望のpHを持った
酸性水又はアルカリ性水を一方の取出口から得ることが
できる。
In this way, only a very thin boundary layer of strongly acidic or strongly alkaline water flowing along the surface of the electrode plate is skillfully removed from the remainder of the laminar flow without generating turbulence. Can be separated. Alternatively, if the laminar flow component having an unnecessary pH in the laminar flow whose pH is gradually changed is caused to flow out from the outlet on the opposite side, acidic water or alkaline water having a desired pH can be supplied to one outlet. Can be obtained from

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明は、従来技術において不可欠と考
えられていた隔膜を廃止したので、衛生的で、長期間に
わたって高い電解効率で作動させることが可能な、メン
テナンス不要の電解装置を提供することができる。
The present invention provides a maintenance-free electrolyzer which is hygienic and can be operated with high electrolysis efficiency for a long period of time, since the diaphragm which was considered indispensable in the prior art is eliminated. be able to.

【0040】更に、流量制御手段51、52により電解
流路7a内のpHの漸変する層流のうちの所望の層流成
分を酸性水取出口3又はアルカリ性水取出口4に分配す
るようにしたので、電極板の表面に沿って流れる極めて
薄い境界層を抽出することができ、所望のpHを持った
酸性水及び/又はアルカリ性水、特に強酸性水及び/又
は強アルカリ性水を得ることができる。
Further, a desired laminar flow component of the laminar flow whose pH changes gradually in the electrolytic flow channel 7a is distributed to the acidic water outlet 3 or the alkaline water outlet 4 by the flow control means 51, 52. Therefore, it is possible to extract an extremely thin boundary layer flowing along the surface of the electrode plate, and to obtain acidic water and / or alkaline water having a desired pH, particularly strong acidic water and / or strong alkaline water. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電解装置の要部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a main part of an electrolysis apparatus of the present invention.

【図2】本発明の電解装置に使用される電解槽の詳細正
面図である。
FIG. 2 is a detailed front view of an electrolytic cell used in the electrolytic device of the present invention.

【図3】電解槽の他方側容器部の正面図である。FIG. 3 is a front view of the other side container portion of the electrolytic cell.

【図4】図2のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1: 電解槽 2: 原水流入口 3: 酸性水取出口 4: アルカリ性水取出口 7a: 電解流路 8: 陽極板 9: 陰極板 51、52: 流量制御手段 1: Electrolysis tank 2: Raw water inlet 3: Acidic water outlet 4: Alkaline water outlet 7a: Electrolytic channel 8: Anode plate 9: Cathode plate 51, 52: Flow control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C02F 1/46 - 1/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) C02F 1/46-1/48

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 原水流入口(2)を備えた電解槽(1)
内に、一対の平板状の陽極板(8)と陰極板(9)を、
その間に隔膜を介在させることなく、かつ、通水時に層
流が形成されるような微小な間隙をもって平行に対設す
ることにより、該電極板(8、9)間に無隔膜型電解流
路(7a)を形成し、 上記電解流路(7a)の下流側には陽極板(8)側に連
通する酸性水取出口(3)と陰極板(9)側に連通する
アルカリ性水取出口(4)とを設け、 上記酸性水取出口(3)とアルカリ性水取出口(4)の
いずれか一方または双方には、該酸性水取出口(3)へ
の流量とアルカリ性水取出口(4)への流量との比率を
制御する流量制御手段(51、52)を設け、 該流量比率を制御することにより、無隔膜型電解流路
(7a)内を流れ陽極板(8)から陰極板(9)にかけ
てpHの漸変する層流が酸性水取出口(3)とアルカリ
性水取出口(4)とに分配される比率を制御し、もっ
て、酸性水取出口(3)から流出する酸性水又はアルカ
リ性水取出口(4)から流出するアルカリ性水のpHを
制御するようにしたことを特徴とする無隔膜型水電解装
置。
1. An electrolytic cell (1) having a raw water inlet (2).
Inside, a pair of flat anode plate (8) and cathode plate (9)
A non-diaphragm-type electrolytic flow path is provided between the electrode plates (8, 9) by being opposed to each other in parallel with a small gap such that a laminar flow is formed when water is passed without any intervening diaphragm. (7a) is formed, and on the downstream side of the electrolytic flow path (7a), an acidic water outlet (3) communicating with the anode plate (8) side and an alkaline water outlet (3) communicating with the cathode plate (9) side. 4), and one or both of the acidic water outlet (3) and the alkaline water outlet (4) have a flow rate to the acidic water outlet (3) and an alkaline water outlet (4). Flow rate control means (51, 52) for controlling the ratio of the flow rate to the flow rate to the cathode plate (8) by controlling the flow rate ratio to flow through the non-diaphragm type electrolytic flow path (7a) from the anode plate (8). The laminar flow whose pH changes gradually during 9) is distributed between the acidic water outlet (3) and the alkaline water outlet (4). A non-diaphragm type water characterized by controlling the ratio of the acidic water or the alkaline water flowing out of the acidic water or alkaline water outlet (4) by controlling the ratio of the alkaline water flowing out of the acidic water outlet (3). Electrolysis equipment.
【請求項2】 前記酸性水取出口(3)又はアルカリ性
水取出口(4)は陽極板(8)又は陰極板(9)の作用
面を通る平面に対してほぼ垂直に前記電解流路(7a)
の下流側に開口し、水の電気分解により生成され陽極板
(8)に沿って流れる酸性水又は陰極板(9)に沿って
流れるアルカリ性水が電解流路(7a)内の層流からほ
ぼ垂直方向に分離されることを特徴とする請求項1に基
づく無隔膜型電解装置。
2. An electrolysis flow channel (3) substantially perpendicular to a plane passing through a working surface of an anode plate (8) or a cathode plate (9). 7a)
And the acidic water generated by the electrolysis of water and flowing along the anode plate (8) or the alkaline water flowing along the cathode plate (9) is substantially discharged from the laminar flow in the electrolytic flow path (7a). The diaphragmless electrolyzer according to claim 1, wherein the electrolyzer is separated in a vertical direction.
【請求項3】 前記原水流入口(2)と電解流路(7
a)との間には所定容量のタンク室(6)を設け、前記
電解流路(7a)の上流側部位をそのほぼ全幅にわたり
前記タンク室(6)に連通させたことを特徴とする請求
項1又は2に基づく無隔膜型電解装置。
3. The raw water inlet (2) and an electrolytic flow path (7).
a tank chamber (6) having a predetermined capacity is provided between the tank chamber (6) and the upstream portion of the electrolytic flow path (7a) is communicated with the tank chamber (6) over substantially the entire width thereof. Item 7. A diaphragmless electrolysis device according to item 1 or 2.
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