JP6472521B2 - 電解セルおよびこの電解セルを備える電解水生成装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る電解水生成装置全体の構成を概略的に示す図である。電解水生成装置は、例えば、塩水を電解することで陽極側に次亜塩素酸水、陰極側に水酸化ナトリウム水を生成する装置である。次亜塩素酸水は各種消毒などに用いられ、水酸化ナトリウム水は各種洗浄などに用いられる。
図2ないし図5に示すように、電解槽11は、本体部材としての中間フレーム22、カバー部材としての陽極カバー24、および第2カバー部材としての陰極カバー26を有し、これらを互いに嵌合することにより、全体として、軸方向両端が閉塞したほぼ円筒形状の外観を成している。
以上のことから、本実施形態によれば、組立て性が向上するとともに、流水による圧力損失を抑制し低圧力でも大流量の電解水を供給することができる電解セル、およびこれを備えた電解水生成装置が得られる。
図6は、第2の実施形態に係る電解水生成装置全体の構成を概略的に示す図である。第2の実施形態によれば、電解水生成装置の電解槽(電解セル、電解容器)11は、第1生成水室および第2生成水室に加えて第3生成水室を備えている。電解槽11は、ほぼ円筒形状に形成され、その内部は、後述する2枚の陰イオン交換膜(第1隔膜)16a、16b、および陽イオン交換膜(第2隔膜)18により、電解槽11の中央部に形成された略三角柱状を成した電解液室15aと、電解液室15aの周囲に形成された3つの同じ形状の第1、第2、第3生成水室と、に仕切られている。本実施形態によれば、第1および第2生成室は、第1の実施形態と同様に、陽極室15bおよび陰極室15cを構成し、更に、第3生成水室は、陽極室15bと同じ構成の第2陽極室15dを構成している。第2陽極室15dは第1生成室(陽極室15b)に直列に配管接続している。
図7ないし図9に示すように、電解槽11は、軸方向両端が閉塞したほぼ円筒形状の中間フレーム(本体部材)22を有している。中間フレーム22の中央部に、電解液室15aが形成され、中間フレーム22の軸方向全長に亘って延びている。中間フレーム22の外周部に、それぞれ矩形状の3つの凹所58a、58b、58cが形成され、中間フレームの外周面に開口している。これらの凹所58a、58b、58cは、中間フレーム22の円周方向に等間隔で設けられている。各凹所は、中間フレーム22の軸方向全長に亘って延びているとともに、中間フレーム22の外周から中心に向かって、径方向に深さ(奥行き)を有している。
第1カバー60aの軸方向の下端に、陽極室15bに連通する第2流入口ソケット34bが形成され、軸方向の上端に、陽極室15bに連通する第2流出口ソケット36bが設けられている。同様に、第2カバー60bの軸方向の下端に、陰極室15cに連通する第3流入口ソケット34cが形成され、軸方向の上端に、陰極室15cに連通する第3流出口ソケット36bが設けられている。第3カバー60cの軸方向の下端に、第2陽極室15dに連通する第4流入口ソケット34dが形成され、軸方向の上端に、第2陽極室15dに連通する第4流出口ソケット36dが設けられている。
以上のことから、本実施形態によれば、組立て性が向上するとともに、流水による圧力損失を抑制し低圧力でも大流量の電解水を供給することができる電解セル、およびこれを備えた電解水生成装置が得られる。
図10は、第3の実施形態に係る電解水生成装置を概略的に示す図である。
第3の実施形態によれば、電解槽11は、前述した第2の実施形態と同様に、3つの生成水室を有している。ここでは、第1カバー60aにより形成される第1生成水室は陽極室15bに割り当て、第2カバー60bにより形成される第2生成水室は陰極室15cに割り当てている。更に、第3カバー60cにより形成される第3生成水室は、第2陰極室15eとし、接続配管54により陽極室15bに直列に接続している。
電解槽11の他の構成および電解水生成装置の他の構成は、前述した第2の実施形態の電解水生成装置と同一としている。
図11は、第4の実施形態に係る電解水生成装置の構成を概略的に示す図である。
第4の実施形態によれば、電解槽11は、3つの生成水室を有している。第1カバー60aにより形成される第1生成水室は陽極室15bに割り当て、第2カバー60bにより形成される第2生成水室は陰極室15cに割り当てている。更に、第3カバー60cにより形成される第3生成水室は、軟水化室15fとし、接続配管54により、陰極室15cの前段に接続している。
電解槽11の他の構成および電解水生成装置の他の構成は、前述した第2の実施形態の電解水生成装置と同一としている。
例えば、第3および第4の実施形態において、生成水室は3つに限らず、4つ以上設けてもよい。この場合、電解液室を中心にその周囲に複数の生成水室を配置すればよい。また、生成水室を同じ形状で配置したが、各生成水室の形状が互いに異なる構成としてもよい。電解液は塩水、生成水は次亜塩素酸水としたが、これらに限定されることなく、種々の電解液、生成水を適用することができる。電解槽を構成する構成部材の積層方向は、隔膜および電極と直交する方向に限定されることなく、交差する方向であればよい。
Claims (14)
- 電解液室を形成した本体部材と、前記本体部材に積層方向に沿って組み付けられ、前記電解液室に隣接する3室以上の複数の生成水室を形成したカバー部材と、を有する電解容器と、
前記電解液室と生成水室とを仕切る隔膜と、
前記電解液室を挟んで対向する複数の電極であって、少なくとも1つの電極が前記生成水室に設けられ、前記隔膜および前記生成水室と前記積層方向に並んで設けられた複数の電極と、を備え、
前記電解容器の断面の外輪郭は、前記積層方向に沿って外側に凸となる突部を有する電解セル。 - 前記電解容器は、軸方向両端が閉塞した筒状に形成され、前記電解液室および生成水室は、それぞれ前記電解容器の軸方向に延びている請求項1に記載の電解セル。
- 前記電解容器の断面の外輪郭の突部は、湾曲した突部を含んでいる請求項1又は2に記載の電解セル。
- 前記電解容器は、楕円を含む円形の断面形状を有する請求項1から3のいずれか1項に記載の電解セル。
- 前記電解容器の外輪郭の全周に亘って巻装され、前記電解容器を前記積層方向に締付ける締付け部材を備えている請求項1から4のいずれか1項に記載の電解セル。
- 前記締付け部材は、ゴムバンド、結束バンド、熱収縮チューブを含んでいる請求項5に記載の電解セル。
- 前記電解容器の軸方向の両端からそれぞれ軸方向に突出しているとともに前記電解液室あるいは生成水室に連通した、それぞれ配管を接続するための複数の配管接続部を備えている請求項1から6のいずれか1項に記載の電解セル。
- 前記複数の配管接続部は、前記電解容器の断面の外輪郭の内側に設けられている請求項7に記載の電解セル。
- 前記3室以上の生成水室は、前記電解液室を中心として、前記電解液室の周囲に設けられている請求項1に記載の電解セル。
- 前記複数の生成水室にそれぞれ設けられた3枚以上の複数の電極を備え、
各電極、隔膜および生成水室は、それぞれ前記積層方向に沿って並んで設けられている請求項1に記載の電解セル。 - 前記電解容器の本体部材は、筒状に形成され、それぞれ本体部材の外周面に開口する複数の凹所を有し、前記電解容器は、それぞれ前記凹所に嵌合され、それぞれ前記生成水室を形成した3つ以上の複数のカバー部材を備え、各カバー部材は、前記本体部材の外周面に連続する外周面を有し、前記カバー部材の外周面は、前記突部を形成している請求項10に記載の電解セル。
- 前記複数の生成水室の少なくとも1つに陽極が設けられ、少なくとも1つの生成水室に陰極が設けられ、少なくとも1つの生成水室に水中の成分を吸着する吸着材が充填されている請求項10又は11に記載の電解セル。
- 前記吸着材は、水から硬度成分を吸着する吸着材、あるいは、マンガン成分を吸着する吸着材である請求項12に記載の電解セル。
- 請求項1から13のいずれか1項に記載の電解セルと、
前記電解液室に電解液を供給する電解液供給部と、
前記一対の電極に電圧を印加する電源と、
前記生成水室に水を供給する水供給部と、を備える電解水生成装置。
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