JP3579591B2 - Electrolytic cell - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を電気分解して酸性水とアルカリ性水をそれぞれ生成する電解槽に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の電解槽の一つとして、流入口を通して内部に流入する水を内部にて分流して隔膜にて区画された各電解室にそれぞれ供給し、各電解室での電気分解により酸性水とアルカリ性水をそれぞれ生成して各流出口を通して外部に流出するようにしたものがあり、例えば特開平6−296965号公報に示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平6−296965号公報に示されている電解槽においては、流入口から各流出口に至る通路の具体的な構成についての記載が無く、流入口と各流出口は単に連通しているものと思われる。かかる構成の電解槽においては、特に流量が少ない場合、分流基点より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じると、この差圧に応じて各電解室に供給される流量がアンバランスとなり、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量にもかなりの差が生じることとなる。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題に対処するため、隔膜を介して液密的に接合したフロントシェルとリヤシェルの内部に前記隔膜によって区画形成された一対の電極室に一対の電極を配設した電解槽において、前記両シェルのいずれか一方の内部に水道水が流入する流入口と濃塩水が流入する流入口を設けてこれらの流入口から流入する水道水と濃塩水が混合される混合室を形成し、該混合室の一側に形成した左右一対のチャンバを通して同混合室にて調整された希塩水が前記電極室内にそれぞれ流入するように構成し、前記混合室と前記両チャンバの間に形成した一対の分岐通路にそれぞれ絞り部を設けたことを特徴とする電解槽を提供するものである。
【0006】
【発明の作用効果】
上記のように構成した本発明による電解槽においては、前記両流入口から前記混合室に流入する水道水又は濃塩水の流量が少ない場合にも、各分岐通路に設けた絞り部より流入側の水圧を高い状態に維持することができる。したがって、各絞り部より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じても、この差圧は各絞り部を介して抑制されて流入側に伝わるため、各電解室に供給される流量の差(アンバランス量)は抑制され、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。また、各絞り部によって各電解室での水圧を低減することができて、隔膜に加わる負荷を低減することができ、隔膜の耐久性を高めることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1及び図2は本発明による電解槽の一実施形態を示していて、この電解槽は、フロントシェル11及びリヤシェル12と、これら両シェル11,12内に組付けられる隔膜13、前後一対のスペーサ14,15、前後一対の電極板16,17及びパッキン18を備えている。
【0009】
フロントシェル11は、図1〜図4に示したように、シェル本体11aとこれに接着固定したフローカバー11bと一対のフローガイド11c,11dによって構成されている。シェル本体11aは、給水弁(図示省略)を介して水道管(図示省略)に接続される水道水流入口11eと、濃塩水供給ポンプモータ(図示省略)を介して濃塩水タンク(図示省略)に接続される濃塩水流入口11fと、アルカリ性水又は酸性水の流出口11gと、酸性水又はアルカリ性水の流出口11hを備えるとともに、フローカバー11bとによって混合室A及び一対の分岐路B1,B2を形成する通路溝11iと、各分岐路B1,B2に連通する凹所11j,11kと、フローガイド11cとによって流出口11hに連通する連通路P1を形成する通路溝11mと、フローガイド11dとによって流出口11gに連通する連通路P2を形成する通路溝11nと、シール溝11oを備えている。なお、図4に示したシェル本体11aの斜線部位はフローカバー11bと一対のフローガイド11c,11dの接着面を示している。
【0010】
リヤシェル12は、図1及び図5に示したように、フロントシェル11の各凹所11j,11kに対向する凹所12a,12bを下部に備えるとともに、フロントシェル11のシール溝11oに対向するシール溝12cを周縁部に備えており、また上部に横長の凹所12dを備えている。このリヤシェル12は、フロントシェル11との間に隔膜13、前後一対のスペーサ14,15、前後一対の電極板16,17及びパッキン18を挟んだ状態にて図1に示した多数のビス19によってフロントシェル11に接合固定されるようになっている。
【0011】
隔膜13は、図2に示したように、前後一対のスペーサ14,15によって挟持された状態にて両シェル11,12間に保持されて、両シェル11,12内に前後一対の電解室R1,R2を区画形成している。また、隔膜13は、図6に示したように、両シェル11,12の各凹所11j,11kと12a,12bに対応して設けた左右一対の角孔13a,13bを下部に備えるとともに、左右一対の丸孔13c,13dを上部に備えており、周縁部及び上部に多数の小孔13eを備えている。
【0012】
前後一対のスペーサ14,15は、隔膜13を挟持する機能と、この隔膜13と各電極板16,17間の隙間を所定値とする機能と、各電極板16,17を保持する機能を有していて、図7及び図8にて示したように、上下一対の薄肉ブリッジC1,C2にて連結された状態にて成形されるようになっており、両薄肉ブリッジC1,C2を切断除去した状態で使用されるようになっている。
【0013】
前方に配設されるスペーサ14は、図7の右方及び図8の左方に示されていて、隔膜13の各角孔13a,13bに一致する各角孔14a,14bと横長の角孔14cを下部に備えるとともに、後方の電解室R2の上部をフロントシェル11に形成した連通路P1に連通させる連通筒14dを上部一側に備えており、図7の右方に示した背面の周縁には、隔膜13の小孔13eを貫通してスペーサ15に設けた多数の係合孔15eに嵌合する多数の係合突起14eが形成されている。また、スペーサ14の背面には、隔膜13の丸孔13dを貫通してスペーサ15に形成した貫通孔15fに嵌入する円柱突起14fが形成されている。一方、スペーサ14の前面には、図8の左方に示したように、電極板16を組付けるための凹所14gが形成されるとともに、図8の左方の角孔14aから横長の角孔14cに水を導くための複数個の切欠14hと、横長の角孔14cから上方に水を導くための複数個の切欠14i(図8において左方の切欠の幅が右方の切欠の幅より広く形成されている)が形成されている。
【0014】
後方に配設されるスペーサ15は、図7の左方及び図8の右方に示されていて、隔膜13の各角孔13a,13bに一致する各角孔15a,15bと横長の角孔15cを下部に備えるとともに、上部にスペーサ14の連通筒14dと円柱突起14fがそれぞれ嵌合する貫通孔15dと15fを備えており、その周縁にはスペーサ14の係合突起14eが嵌合する係合孔15eが貫通して形成されている。また、スペーサ15の背面には、図8の右方に示したように、電極板17を組付けるための凹所15gが形成されるとともに、図8の左方の角孔15bから横長の角孔15cに水を導くための複数個の切欠15hと、横長の角孔15cから上方に水を導くための複数個の切欠15i(図8において左方の切欠の幅が右方の切欠の幅より広く形成されている)が形成されている。
【0015】
前後一対の電極板16,17は、図9にて示したように二枚一組で加工した後、焼成メッキを施し、その後に図10に示したように二枚に切断加工してなるもので、隔膜13を挟持する両スペーサ14,15の各凹所14h,15hに、各2個の円筒打ち出し部16a,16aと17a,17aが内側となるようにして組付けられるようになっている。各円筒打ち出し部16a,16aと17a,17aは、通電用の各端子ねじ21と22がねじ込まれて固定される部位であり、各端子ねじ21,22は各シェル11,12を液密的に貫通してねじ込まれるようになっている。
【0016】
パッキン18は、図11〜図14にて示したように、隔膜13、前後一対のスペーサ14,15及び前後一対の電極板16,17を一体化する機能と、隔膜13の左方の角孔13aと両スペーサ14,15の各角孔14a,15aを通して連通する各シェル11,12の凹所11j,12aによって形成されるチャンバーD1と隔膜13の右方の角孔13bと両スペーサ14,15の各角孔14b,15bを通して連通する各シェル11,12の凹所11k,12bによって形成されるチャンバーD2とを区画する機能を有していて、矩形の周縁部18aと、左方下部後方のシール部18bと、右方下部前方のシール部18cを備えており、周縁部18aの前後両面には各シェル11,12のシール溝11o,12cに嵌合するリブ18d,18eがそれぞれ形成されている。
【0017】
上記のように構成した本実施形態の電解槽においては、水道水流入口11eに水道水が供給されるとともに濃塩水流入口11fに濃塩水が供給されると、水道水流入口11eから流入する水道水と濃塩水流入口11fから流入する濃塩水がフロントシェル11に形成した混合室Aにて混合されて希塩水となり、この希塩水が各分岐路B1,B2を通して各チャンバーD1,D2にそれぞれ流入し、各チャンバーD1,D2から各電解室R1,R2へと流れる。また、各電解室R1,R2に流入した希塩水は、例えば前方の電極板16に正極が印加されるとともに後方の電極板17に負極が印加されることによって、それぞれ電気分解されて酸性水とアルカリ性水となり、前方の電解室R1にて生成された酸性水はフロントシェル11の右方に形成した連通路P2を通して右方の流出口11hへと流れ、また後方の電解室R2にて生成されたアルカリ性水はスペーサ14の連通筒14dとフロントシェル11の左方に形成した連通路P1を通して左方の流出口11gへと流れて、各流出口11h,11gから各導出管(図示省略)を通してそれぞれ使用箇所へと導かれる。
【0018】
ところで、本実施形態の電解槽においては、図4にて示したように、各分岐路B1,B2(分流基点Sから各電解室R1,R2に至る各分岐通路の一部)が絞り通路とされている。このため、流入口11e,11fを通して電解槽内に供給される水道水及び濃塩水の流量が少ない場合にも、両絞り通路B1,B2より流入側の水圧を高い状態に維持することができる。したがって、各絞り通路B1,B2より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じても、この差圧は各絞り通路B1,B2を介して抑制されて流入側に伝わるため、各電解室R1,R2に供給される流量の差は抑制され、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。また、各絞り通路B1,B2によって各電解室R1,R2での水圧を低減することができて、隔膜13に加わる負荷を低減することができ、隔膜13の耐久性を高めることができる。
【0019】
上記実施形態においては、図4にて示したように、各分岐路B1,B2を絞り通路として本発明を実施したが、図15に示したように、各分岐路B1,B2の各チャンバーD1,D2側端部に各絞りE1,E2を設けて(分流基点Sから各電解室R1,R2に至る各分岐通路中に絞りをそれぞれ設けて)、本発明を実施することも可能である。この変形実施形態においては、流入口11e,11fを通して電解槽内に供給される水道水及び濃塩水の流量が少ない場合にも、両絞りE1,E2より流入側の水圧を高い状態に維持することができる。したがって、各絞りE1,E2より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じても、この差圧は各絞りE1,E2を介して抑制されて流入側に伝わるため、各電解室R1,R2に供給される流量の差は抑制され、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。また、各絞りE1,E2によって各電解室R1,R2での水圧を低減することができて、隔膜13に加わる負荷を低減することができ、隔膜13の耐久性を高めることができる。
【0020】
また、図15に示した変形実施形態においては、各分岐路B1,B2の各チャンバーD1,D2側端部に各絞りE1,E2が設けたが、各絞りの配設位置は分岐基点Sから各電解室R1,R2に至る分岐通路中であればよく、上記実施形態の配設位置に限定されるものではない。また、上記実施形態においては、希塩水を電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成する電解槽に本発明を実施したが、水道水を電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成する電解槽にも本発明は同様に実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電解槽の分解正面図である。
【図2】図1に示した電解槽を組み立てた状態での縦断側面図である。
【図3】図1及び図2に示したフロントシェル背面図である。
【図4】図3に示したシェル本体の背面図である。
【図5】図1及び図2に示したリヤシェルの正面図である。
【図6】図1及び図2に示した隔膜の正面図である。
【図7】図2に示した前方のスペーサの背面と後方のスペーサの前面を示した図である。
【図8】図2に示した前方のスペーサの前面と後方のスペーサの背面を示した図である。
【図9】図2に示した前後一対の電極板の製作過程を示す図である。
【図10】図9に示した各電極板単体の正面図である。
【図11】図2に示したパッキンの正面図である。
【図12】図2に示したパッキンの背面図である。
【図13】図11の13−13線に沿った断面図である。
【図14】図11の14−14線に沿った断面図である。
【図15】本発明の変形実施形態を示す図4相当図である。
【符号の説明】
10…電解槽、11…フロントシェル、11e,11f…流入口、11h,11g…流出口、12…リアシェル、13…隔膜、14,15…スペーサ、16,17…電極板、18…パッキン、B1,B2…分岐路(絞り通路)、R1,R2…電解室、E1,E2…絞り。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrolytic cell that generates acidic water and alkaline water by electrolyzing water.
[0002]
[Prior art]
As one of this type of electrolytic cell, water flowing into the inside through an inlet is divided and supplied to each of the electrolytic chambers partitioned by a diaphragm, and the electrolytic water is electrolyzed in each of the electrolytic chambers to form acidic water. There is a type in which alkaline water is generated and flows out through each outlet, for example, as disclosed in JP-A-6-296965.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the electrolytic cell described in JP-A-6-296965, there is no description about the specific configuration of the passage from the inlet to each outlet, and the inlet and each outlet are simply connected. It seems to be. In the electrolytic cell having such a configuration, particularly when the flow rate is small, when a pressure difference is generated in the water pressure in each passage due to a pressure fluctuation in each passage on the outflow side from the branching base point, each electrolytic chamber is And the flow rate of the acidic water generated by the electrolysis and the flow rate of the alkaline water are considerably different.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to address the above-described problems, the present invention provides an electrolytic cell in which a pair of electrodes is disposed in a pair of electrode chambers defined by the diaphragm inside a front shell and a rear shell which are liquid-tightly joined via a diaphragm. In one of the two shells, an inflow port into which tap water flows and an inflow port into which concentrated salt water flows are provided inside one of the shells to form a mixing chamber in which the tap water and the concentrated salt water flowing from these inflow ports are mixed. The dilute salt water adjusted in the mixing chamber flows into the electrode chamber through a pair of left and right chambers formed on one side of the mixing chamber, and is formed between the mixing chamber and both chambers. An electrolytic cell characterized in that a throttle portion is provided in each of the pair of branch passages.
[0006]
Operation and Effect of the Invention
In the electrolytic cell according to the present invention configured as described above , even when the flow rate of the tap water or the concentrated salt water flowing into the mixing chamber from the two inlets is small, the inflow side from the throttle portion provided in each branch passage is provided. The water pressure can be kept high. Therefore, even if a differential pressure is generated in the water pressure in each passage due to a pressure fluctuation in each passage on the outflow side from each throttle portion, since this differential pressure is suppressed through each throttle portion and transmitted to the inflow side, The difference in the flow rate (the amount of unbalance) supplied to each electrolytic chamber is suppressed, and the difference between the flow rate of the acidic water and the flow rate of the alkaline water generated by the electrolysis is suppressed. Is suppressed. Further, the water pressure in each electrolytic chamber can be reduced by each of the constricted portions, so that the load applied to the diaphragm can be reduced, and the durability of the diaphragm can be increased.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show an embodiment of an electrolytic cell according to the present invention. The electrolytic cell comprises a
[0009]
As shown in FIGS. 1 to 4, the
[0010]
As shown in FIGS. 1 and 5, the
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
The pair of front and
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
The pair of front and
[0016]
As shown in FIGS. 11 to 14, the packing 18 has a function of integrating the
[0017]
In the electrolytic cell of the present embodiment configured as described above, when the tap water is supplied to the
[0018]
By the way, in the electrolytic cell of the present embodiment, as shown in FIG. 4, each of the branch passages B1 and B2 (part of each of the branch passages from the branch starting point S to each of the electrolytic chambers R1 and R2) serves as a throttle passage. Have been. Therefore, even when the flow rates of the tap water and the concentrated salt water supplied into the electrolytic cell through the
[0019]
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, the present invention was implemented using the branch paths B1 and B2 as throttle paths, but as shown in FIG. 15, each chamber D1 of the branch paths B1 and B2 was used. , D2 (the respective throttles are provided in the respective branch passages from the branch starting point S to the respective electrolysis chambers R1, R2) to implement the present invention. In this modified embodiment, even when the flow rates of tap water and concentrated salt water supplied into the electrolytic cell through the
[0020]
Further, in the modified embodiment shown in FIG. 15, the apertures E1 and E2 are provided at the ends of the branch paths B1 and B2 on the side of the chambers D1 and D2. What is necessary is just to be in the branch passage to each electrolysis chamber R1, R2, and is not limited to the arrangement position of the above embodiment. Further, in the above embodiment, the present invention was applied to an electrolytic cell that electrolyzes dilute salt water to generate acidic water and alkaline water, but an electrolytic cell that electrolyzes tap water to generate acidic water and alkaline water. The present invention can be similarly implemented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded front view of an electrolytic cell according to the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional side view in a state where the electrolytic cell shown in FIG. 1 is assembled.
FIG. 3 is a rear view of the front shell shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is a rear view of the shell main body shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a front view of the rear shell shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 6 is a front view of the diaphragm shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 7 is a diagram illustrating a back surface of the front spacer and a front surface of the rear spacer illustrated in FIG. 2;
8 is a diagram illustrating a front surface of a front spacer and a rear surface of a rear spacer illustrated in FIG. 2;
FIG. 9 is a view showing a process of manufacturing the pair of front and rear electrode plates shown in FIG. 2;
FIG. 10 is a front view of each electrode plate shown in FIG. 9;
FIG. 11 is a front view of the packing shown in FIG. 2;
FIG. 12 is a rear view of the packing shown in FIG. 2;
FIG. 13 is a sectional view taken along the line 13-13 in FIG. 11;
FIG. 14 is a sectional view taken along the line 14-14 in FIG. 11;
FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 4, showing a modified embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electrolysis tank, 11 ... Front shell, 11e, 11f ... Inlet, 11h, 11g ... Outlet, 12 ... Rear shell, 13 ... Membrane, 14, 15 ... Spacer, 16, 17 ... Electrode plate, 18 ... Packing, B1 , B2 ... branch path (throttle passage), R1, R2 ... electrolytic chamber, E1, E2 ... throttle.
Claims (4)
前記両シェルのいずれか一方の内部に水道水が流入する流入口と濃塩水が流入する流入口を設けてこれらの流入口から流入する水道水と濃塩水が混合される混合室を形成し、該混合室の一側に形成した左右一対のチャンバを通して同混合室にて調整された希塩水が前記電極室内にそれぞれ流入するように構成し、前記混合室と前記両チャンバの間に形成した一対の分岐通路にそれぞれ絞り部を設けたことを特徴とする電解槽。In an electrolytic cell provided with a pair of electrodes in a pair of electrode chambers defined by the diaphragm inside a front shell and a rear shell liquid-tightly joined via a diaphragm,
Providing an inflow port for tap water and an inflow port for concentrated salt water into one of the two shells to form a mixing chamber in which tap water and concentrated salt water flowing from these inflow ports are mixed, The dilute salt water adjusted in the mixing chamber flows through the pair of left and right chambers formed on one side of the mixing chamber into the electrode chamber, respectively, and a pair of dilute salts formed between the mixing chamber and the two chambers are formed. An electrolytic cell characterized in that a throttle portion is provided in each of the branch passages.
前記両シェルのいずれか一方の下側内部に水道水が流入する流入口と濃塩水が流入する流入口を設けてこれらの流入口から流入する水道水と濃塩水が混合される混合室を形成し、該混合室の下方に形成した左右一対のチャンバを通して同混合室にて調整された希塩水が前記電極室内にそれぞれ流入するように構成し、前記混合室と前記両チャンバの間に形成した一対の分岐通路にそれぞれ絞り部を設けたことを特徴とする電解槽。In an electrolytic cell provided with a pair of electrodes in a pair of electrode chambers vertically partitioned by the diaphragm inside the front shell and the rear shell liquid-tightly joined via the diaphragm,
An inflow port into which tap water flows and an inflow port into which concentrated salt water flows are provided in the lower inside of one of the two shells, and a mixing chamber is formed in which the tap water and the concentrated salt water flowing from these inflow ports are mixed. The dilute salt water adjusted in the mixing chamber flows into the electrode chamber through a pair of left and right chambers formed below the mixing chamber, and is formed between the mixing chamber and both chambers. An electrolytic cell, wherein a throttle portion is provided in each of a pair of branch passages.
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