JPWO2016043109A1 - Electrolyzer and electrode - Google Patents

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Abstract

実施形態によれば、電解装置10の電解槽は第1電極、隔膜、第2電極を備えている。第1電極14は、隔膜に対向する第1表面17aと、第1表面の反対側に位置する第2表面17bと、第1表面に第1パターンで形成された第1凹み42と、それぞれ第2表面および第1凹みに開口した複数の貫通孔と、を有している。According to the embodiment, the electrolytic cell of the electrolysis apparatus 10 includes a first electrode, a diaphragm, and a second electrode. The first electrode 14 includes a first surface 17a facing the diaphragm, a second surface 17b located on the opposite side of the first surface, a first recess 42 formed in a first pattern on the first surface, respectively. And a plurality of through-holes opened in the first surface and the first recess.

Description

本発明の実施形態は、電解装置および電解装置に用いる電極に関する。   Embodiments described herein relate generally to an electrolysis apparatus and an electrode used in the electrolysis apparatus.

電解装置として、アルカリイオン水、オゾン水または次亜塩素酸水などを生成する電解水生成装置が知られている。この電解水生成装置として、3室型の電解槽(電解セル)を有する装置が提案されている。3室型の電解槽は、その内部が、隔膜によって陽極室、中間室および陰極室と3室に区切られている。このような電解装置では、例えば、中間室に塩水を流し、左右の陰極室および陽極室に水を流して、中間室の塩水を陰極および陽極で電解することで、陽極室で発生した塩素ガスから次亜塩素酸水を生成するとともに、陰極室で水酸化ナトリウム水を生成する。生成した次亜塩素酸水は殺菌消毒水として、水酸化ナトリウム水は洗浄水として活用される。   As an electrolyzer, an electrolyzed water generator that generates alkaline ionized water, ozone water, hypochlorous acid water, or the like is known. As this electrolyzed water generating apparatus, an apparatus having a three-chamber type electrolytic cell (electrolytic cell) has been proposed. The interior of the three-chamber type electrolytic cell is divided into three chambers, an anode chamber, an intermediate chamber, and a cathode chamber, by a diaphragm. In such an electrolysis device, for example, chlorine gas generated in the anode chamber is obtained by flowing salt water in the intermediate chamber, flowing water in the left and right cathode chambers and the anode chamber, and electrolyzing the salt water in the intermediate chamber with the cathode and the anode. From this, hypochlorous acid water is generated and sodium hydroxide water is generated in the cathode chamber. The produced hypochlorous acid water is used as sterilizing / disinfecting water, and sodium hydroxide water is used as washing water.

特許第3500173号公報Japanese Patent No. 3500173 公開特許公報2011−256431号Published patent publication 2011-256431 特許第4705190号公報Japanese Patent No. 4705190 公開特許公報2006−176835号Published Patent Publication No. 2006-176835 公開特許公報2014−101549号Published Patent Publication No. 2014-101549

しかしながら、このような3室型の電解槽では、陽極周囲の反応が塩素イオン⇒塩素ガス⇒次亜塩素酸と複雑であり、かつ、この反応系が良好に行われないと競合する酸素ガスが生成され、次亜塩素酸の生成効率が低下する。また、発生する塩素ガスや次亜塩素酸は強力な酸化剤であるため、これらにより隔膜の劣化を招くおそれがある。
本発明が解決しようとする課題は、隔膜の劣化を抑制し、長寿命で高効率の電解装置および電解装置に用いる電極を提供することにある。
However, in such a three-chamber type electrolytic cell, the reaction around the anode is complicated as chlorine ion⇒chlorine gas⇒hypochlorous acid, and if this reaction system is not performed well, competing oxygen gas It produces | generates and the production | generation efficiency of hypochlorous acid falls. In addition, since the generated chlorine gas and hypochlorous acid are strong oxidizing agents, there is a risk of causing deterioration of the diaphragm.
The problem to be solved by the present invention is to provide a long-life and high-efficiency electrolysis apparatus and an electrode used for the electrolysis apparatus, which suppress the deterioration of the diaphragm.

実施形態によれば、電解装置は、第1電極と、この第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された少なくとも1つの隔膜と、を有する電解槽を備えている。第1電極は、隔膜に対向する第1表面と、第1表面の反対側に位置する第2表面と、第1表面に第1パターンで形成された第1凹みと、それぞれ第2表面および第1凹みに開口した複数の貫通孔と、を有している。   According to the embodiment, the electrolysis device includes a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and at least one diaphragm disposed between the first electrode and the second electrode. It has an electrolytic cell. The first electrode includes a first surface facing the diaphragm, a second surface located on the opposite side of the first surface, a first recess formed in a first pattern on the first surface, and a second surface and a first surface, respectively. And a plurality of through holes opened in one recess.

図1は、第1の実施形態に係る電解装置を概略的に示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram schematically showing an electrolysis apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る電解装置の電解槽を示す分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the electrolytic cell of the electrolysis apparatus according to the first embodiment. 図3は、前記電解槽の断面図。FIG. 3 is a sectional view of the electrolytic cell. 図4は、前記電解槽の第1電極および陽極カバーを拡大して示す斜視図。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a first electrode and an anode cover of the electrolytic cell. 図5は、第1電極の第1表面側を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a first surface side of the first electrode. 図6は、第1電極の第2表面側を示す斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a second surface side of the first electrode. 図7は、第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode. 図8は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図。FIG. 8 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side. 図9は、図8の線A−Aに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。9 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line AA in FIG. 図10は、図8の線B−Bに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。10 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line BB in FIG. 図11は、第1変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 11 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode of the electrolysis apparatus according to the first modification. 図12は、第1変形例に係る第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図。FIG. 12 is a plan view of the first electrode when the first electrode according to the first modification is viewed from the first surface side. 図13は、図12の線C−Cに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。13 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line CC in FIG. 図14は、図12の線D−Dに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。14 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line DD of FIG. 図15は、第2変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 15 is an enlarged perspective view showing a part of a first electrode of an electrolysis apparatus according to a second modification. 図16は、第2変形例に係る第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図。FIG. 16 is a plan view of the first electrode when the first electrode according to the second modification is viewed from the first surface side. 図17は、図16の線E−Eに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line EE of FIG. 図18は、図16の線F−Fに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。18 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line FF in FIG. 図19は、第3変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a part of a first electrode of an electrolysis apparatus according to a third modification. 図20は、第3変形例に係る第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図。FIG. 20 is a plan view of the first electrode when the first electrode according to the third modification is viewed from the first surface side. 図21は、図20の線G−Gに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。FIG. 21 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line GG in FIG. 20. 図22は、図20の線H−Hに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。22 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line HH in FIG. 20. 図23は、第4変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 23 is an enlarged perspective view showing a part of a first electrode of an electrolysis apparatus according to a fourth modification. 図24は、第5変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 24 is an enlarged perspective view showing a part of a first electrode of an electrolysis apparatus according to a fifth modification. 図25は、第6変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 25 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode of the electrolysis apparatus according to the sixth modification. 図26は、第7変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 26 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode of the electrolysis apparatus according to the seventh modification. 図27は、第7変形例に係る第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図。FIG. 27 is a plan view of the first electrode when the first electrode according to the seventh modification is viewed from the first surface side. 図28は、図27の線I−Iに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。28 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line II of FIG. 図29は、第8変形例に係る電解装置の第1電極の一部を拡大して示す斜視図。FIG. 29 is an enlarged perspective view showing a part of a first electrode of an electrolysis apparatus according to an eighth modification. 図30は、第8変形例に係る第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図。FIG. 30 is a plan view of the first electrode when the first electrode according to the eighth modification is viewed from the first surface side. 図31は、図30の線J−Jに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図。31 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line JJ in FIG. 30. FIG.

以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。   Various embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be attached | subjected to a common structure through embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In addition, each drawing is a schematic diagram for promoting the embodiment and its understanding, and its shape, dimensions, ratio, etc. are different from the actual device, but these are considered in consideration of the following description and known techniques. The design can be changed as appropriate.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電解装置を概略的に示す図である。本実施形態において、電解装置10は、電解水生成装置として構成されている。図1に示すように、電解装置10は、いわゆる3室型の電解槽11を備えている。電解槽11は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、第1隔膜としての陰イオン交換膜16および第2隔膜としての陽イオン交換膜18により、中間室15aと、中間室15aの両側に位置する陽極室15bおよび陰極室15cとに仕切られている。陽極室15b内に第1電極(陽極)14が設けられ、陰イオン交換膜16に対向している。陰極室15c内に第2電極(陰極)20が設けられ、陽イオン交換膜18に対向している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing an electrolysis apparatus according to the first embodiment. In the present embodiment, the electrolyzer 10 is configured as an electrolyzed water generator. As shown in FIG. 1, the electrolyzer 10 includes a so-called three-chamber type electrolytic cell 11. The electrolytic cell 11 is formed in a flat rectangular box shape, and the inside thereof includes an intermediate chamber 15a and an intermediate chamber 15a by an anion exchange membrane 16 as a first diaphragm and a cation exchange membrane 18 as a second diaphragm. It is partitioned into an anode chamber 15b and a cathode chamber 15c located on both sides. A first electrode (anode) 14 is provided in the anode chamber 15 b and faces the anion exchange membrane 16. A second electrode (cathode) 20 is provided in the cathode chamber 15 c and faces the cation exchange membrane 18.

電解装置10は、電解槽11の中間室15aに電解液、例えば、飽和食塩水を供給する電解液供給部19と、陽極室15bおよび陰極室15cに被電解水、例えば、水を供給する水供給部21と、第1電極14および第2電極20に正電圧および負電圧をそれぞれ印加する電源23と、を備えている。   The electrolyzer 10 includes an electrolytic solution supply unit 19 that supplies an electrolytic solution, for example, saturated saline, to the intermediate chamber 15a of the electrolytic cell 11, and water that supplies electrolyzed water, for example, water to the anode chamber 15b and the cathode chamber 15c. A supply unit 21 and a power supply 23 for applying a positive voltage and a negative voltage to the first electrode 14 and the second electrode 20 are provided.

電解液供給部19は、飽和食塩水を生成する塩水タンク25と、塩水タンク25から中間室15aの下部に飽和食塩水を導く供給配管19aと、供給配管19a中に設けられた送液ポンプ29と、中間室15a内を流れた電解液を中間室15aの上部から塩水タンク25に送る排水配管19bと、を備えている。   The electrolyte supply unit 19 includes a salt water tank 25 that generates saturated saline, a supply pipe 19a that guides the saturated saline from the salt water tank 25 to the lower portion of the intermediate chamber 15a, and a liquid feed pump 29 provided in the supply pipe 19a. And a drain pipe 19b for sending the electrolytic solution flowing in the intermediate chamber 15a from the upper portion of the intermediate chamber 15a to the salt water tank 25.

水供給部21は、水を供給する図示しない給水源と、給水源から陽極室15bおよび陰極室15cの下部に水を導く給水配管21aと、陽極室15bを流れた水を陽極室15bの上部から排出する第1排水配管21bと、陰極室15cを流れた水を陰極室15cの上部から排出する第2排水配管21cと、第2排水配管21c中に設けられた気液分離器27と、を備えている。   The water supply unit 21 includes a water supply source (not shown) that supplies water, a water supply pipe 21a that guides water from the water supply source to the lower portions of the anode chamber 15b and the cathode chamber 15c, and water that flows through the anode chamber 15b. A first drain pipe 21b that discharges from the cathode chamber 15c, a second drain pipe 21c that drains water flowing through the cathode chamber 15c from the upper part of the cathode chamber 15c, a gas-liquid separator 27 provided in the second drain pipe 21c, It has.

上記のように構成された電解装置10により、実際に食塩水を電解して酸性水(次亜塩素酸水および塩酸)とアルカリ性水(水酸化ナトリウム)を生成する動作について説明する。   A description will be given of an operation of generating acidic water (hypochlorous acid water and hydrochloric acid) and alkaline water (sodium hydroxide) by actually electrolyzing a saline solution by the electrolysis apparatus 10 configured as described above.

図1に示すように、送液ポンプ29を作動させ、電解槽11の中間室15aに飽和食塩水を供給するとともに、陽極室15bおよび陰極室15cに水を給水する。同時に、電源23から正電圧および負電圧を第1電極14および第2電極20にそれぞれ印加する。中間室15aへ流入した塩水中において電離しているナトリウムイオンは、第2電極20に引き寄せられ、陽イオン交換膜18を通過して、陰極室15cへ流入する。そして、陰極室15cにおいて、第2電極20で水が電気分解されて水素ガスと水酸化ナトリウム水溶液を得る。このようにして生成された水酸化ナトリウム水溶液および水素ガスは、陰極室15cから第2排水配管21cに流出し、気液分離器27により、水酸化ナトリウム水溶液と水素ガスとに分離される。分離された水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性水)は、第2排水配管21cを通って排出される。   As shown in FIG. 1, the liquid feed pump 29 is operated to supply saturated saline to the intermediate chamber 15a of the electrolytic cell 11, and supply water to the anode chamber 15b and the cathode chamber 15c. At the same time, a positive voltage and a negative voltage are applied from the power source 23 to the first electrode 14 and the second electrode 20, respectively. Sodium ions ionized in the brine flowing into the intermediate chamber 15a are attracted to the second electrode 20, pass through the cation exchange membrane 18, and flow into the cathode chamber 15c. And in the cathode chamber 15c, water is electrolyzed by the 2nd electrode 20, and hydrogen gas and sodium hydroxide aqueous solution are obtained. The sodium hydroxide aqueous solution and hydrogen gas generated in this way flow out from the cathode chamber 15c to the second drain pipe 21c, and are separated into the sodium hydroxide aqueous solution and hydrogen gas by the gas-liquid separator 27. The separated sodium hydroxide aqueous solution (alkaline water) is discharged through the second drain pipe 21c.

また、中間室15a内の塩水中において電離している塩素イオンは、第1電極14に引き寄せられ、陰イオン交換膜16を通過して、陽極室15bへ流入する。そして、第1電極14にて塩素イオンが陽極に電子を与えて塩素ガスが発生する。その後、塩素ガスは陽極室15b内で水と反応して次亜塩素酸と塩酸を生じる。このようにして生成された酸性水(次亜塩素酸水および塩酸)は、陽極室15bから第1排水配管21bを通って排出される。   Moreover, the chlorine ion ionized in the salt water in the intermediate chamber 15a is attracted to the first electrode 14, passes through the anion exchange membrane 16, and flows into the anode chamber 15b. Then, chlorine ions give electrons to the anode at the first electrode 14 to generate chlorine gas. Thereafter, the chlorine gas reacts with water in the anode chamber 15b to produce hypochlorous acid and hydrochloric acid. The acidic water (hypochlorous acid water and hydrochloric acid) thus generated is discharged from the anode chamber 15b through the first drain pipe 21b.

次に、電解槽11の構成をより詳細に説明する。図2は電解槽の分解斜視図、図3は電解槽の断面図である。
図2および図3に示すように、電解槽11は、隔壁として機能する矩形枠状の中間フレーム22と、中間フレーム22とほぼ等しい外径寸法を有し中間フレームの一側面を覆う矩形板状の陽極カバー(第1カバー部材)24と、中間フレーム22とほぼ等しい外径寸法を有し中間フレームの他側面を覆う矩形板状の陰極カバー(第2カバー部材)26と、を有している。
Next, the configuration of the electrolytic cell 11 will be described in more detail. FIG. 2 is an exploded perspective view of the electrolytic cell, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrolytic cell.
As shown in FIGS. 2 and 3, the electrolytic cell 11 has a rectangular frame-shaped intermediate frame 22 that functions as a partition, and a rectangular plate shape that has an outer diameter dimension substantially equal to that of the intermediate frame 22 and covers one side surface of the intermediate frame. An anode cover (first cover member) 24 and a rectangular plate-like cathode cover (second cover member) 26 having an outer diameter dimension substantially equal to that of the intermediate frame 22 and covering the other side surface of the intermediate frame. Yes.

中間フレーム22と陽極カバー24との間に、中間室15aと陽極室15bを隔てる第1隔膜として陰イオン交換膜16が配置され、陽極室15bには陰イオン交換膜16に近接して第1電極(陽極)14が配置されている。中間フレーム22と陰極カバー26との間に、中間室15aと陰極室15cを隔てる第2隔膜として陽イオン交換膜18が配置され、陰極室15cには陽イオン交換膜18に近接して第2電極(陰極)20が配置されている。   An anion exchange membrane 16 is disposed between the intermediate frame 22 and the anode cover 24 as a first diaphragm that separates the intermediate chamber 15a and the anode chamber 15b. The anode chamber 15b is adjacent to the anion exchange membrane 16 in a first manner. An electrode (anode) 14 is disposed. Between the intermediate frame 22 and the cathode cover 26, a cation exchange membrane 18 is disposed as a second diaphragm separating the intermediate chamber 15a and the cathode chamber 15c, and the cathode chamber 15c is adjacent to the cation exchange membrane 18 in the second region. An electrode (cathode) 20 is disposed.

中間フレーム22の下端に、中間室15aに連通する第1流入口34が形成され、上端に中間室15aに連通する第1流出口36が設けられている。これら第1流入口34および第1流出口36に供給配管19aおよび排水配管19bがそれぞれ接続される。   A first inflow port 34 communicating with the intermediate chamber 15a is formed at the lower end of the intermediate frame 22, and a first outflow port 36 communicating with the intermediate chamber 15a is provided at the upper end. A supply pipe 19a and a drain pipe 19b are connected to the first inlet 34 and the first outlet 36, respectively.

図2ないし図4に示すように、陽極カバー24の内面に複数の直線状のリブ33が突設され、例えば、鉛直方向(第2方向Y)に延びている。これらのリブ33は、互いに平行に、かつ、所定の間隔を置いて、設けられている。これらリブ33間に、それぞれ鉛直方向に延びる流通溝32aが形成されている。また、陽極カバー24の内面には、流通溝32aの端同士を連通する上下一対の横溝が形成されている。これら流通溝32aおよび横溝と、陰イオン交換膜16とにより陽極室15bが規定されている。また、流通溝32aおよび横溝は、水を流す流路を形成している。   As shown in FIGS. 2 to 4, a plurality of linear ribs 33 project from the inner surface of the anode cover 24 and extend, for example, in the vertical direction (second direction Y). These ribs 33 are provided in parallel to each other and at a predetermined interval. Between these ribs 33, flow grooves 32 a extending in the vertical direction are formed. In addition, a pair of upper and lower horizontal grooves that communicate the ends of the flow grooves 32 a are formed on the inner surface of the anode cover 24. An anode chamber 15 b is defined by the flow grooves 32 a and the lateral grooves and the anion exchange membrane 16. Further, the flow groove 32a and the lateral groove form a flow path for flowing water.

陽極カバー24の下部に流通溝32aの下端に連通する第2流入口37が形成され、陽極カバー24の上部に流通溝32aの上端に連通する第2流出口38が設けられている。これら第2流入口37および第2流出口38に給水配管21aおよび第1排水配管21bがそれぞれ接続される。   A second inflow port 37 that communicates with the lower end of the flow groove 32 a is formed in the lower part of the anode cover 24, and a second outflow port 38 that communicates with the upper end of the flow groove 32 a is provided in the upper part of the anode cover 24. A water supply pipe 21a and a first drain pipe 21b are connected to the second inlet 37 and the second outlet 38, respectively.

陰極カバー26の内面にそれぞれ鉛直方向(第2方向Y)に延びる複数のリブ35、複数の流通溝32b、および横溝が形成されている。これら流通溝32bおよび横溝と、陽イオン交換膜18とにより陰極室15cが規定されている。また、流通溝32bおよび横溝は、水を流す流路を形成している。   On the inner surface of the cathode cover 26, a plurality of ribs 35, a plurality of flow grooves 32b, and lateral grooves that extend in the vertical direction (second direction Y) are formed. A cathode chamber 15 c is defined by the flow grooves 32 b and the lateral grooves and the cation exchange membrane 18. Further, the flow groove 32b and the lateral groove form a flow path for flowing water.

陰極カバー26の下部に流通溝32bの下端に連通する第3流入口39が形成され、上部に流通溝32bの上端に連通する第3流出口41が設けられている。これら第3流入口39および第3流出口41に給水配管21aおよび第2排水配管21cがそれぞれ接続される。   A third inflow port 39 communicating with the lower end of the flow groove 32b is formed in the lower part of the cathode cover 26, and a third outflow port 41 communicating with the upper end of the flow groove 32b is provided in the upper part. A water supply pipe 21a and a second drain pipe 21c are connected to the third inlet 39 and the third outlet 41, respectively.

図2および図3に示すように、各構成部材間、すなわち、陽極カバー24の周縁部と第1電極14の周縁部との間、第1電極14および陰イオン交換膜16の周縁部と中間フレーム22との間、中間フレーム22と第2電極20および陽イオン交換膜18の周縁部との間、および、第2電極20の周縁部と陰極カバー26の周縁部との間に、水漏れを防止するための枠状のシール材40がそれぞれ配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, between the constituent members, that is, between the peripheral edge of the anode cover 24 and the peripheral edge of the first electrode 14, and between the peripheral edge of the first electrode 14 and the anion exchange membrane 16. Water leakage between the frame 22, between the intermediate frame 22 and the peripheral edge of the second electrode 20 and the cation exchange membrane 18, and between the peripheral edge of the second electrode 20 and the peripheral edge of the cathode cover 26. A frame-shaped sealing material 40 for preventing the above is disposed.

各構成部材の周縁部を貫通して複数の固定ボルト50が挿通され、例えば、陽極カバー24側から挿通され、その先端部が陰極カバー26から突出している。各固定ボルト50の先端部にナット52がねじ込まれている。締結部材としての固定ボルト50およびナット52により、各構成部材の周縁部同士が互いに締結され、中間室15a、陽極室15b、陰極室15cの水密性を保持している。   A plurality of fixing bolts 50 are inserted through the peripheral edge of each constituent member, for example, inserted from the anode cover 24 side, and the leading end thereof protrudes from the cathode cover 26. A nut 52 is screwed into the tip of each fixing bolt 50. The peripheral portions of the constituent members are fastened to each other by the fixing bolt 50 and the nut 52 as fastening members, and the water tightness of the intermediate chamber 15a, the anode chamber 15b, and the cathode chamber 15c is maintained.

図2および図3に示すように、陰イオン交換膜16および陽イオン交換膜18は、それぞれ中間フレーム22とほぼ等しい外径を有し、膜厚が約100〜200μm程度の薄い矩形平板状に形成されている。陰イオン交換膜16および陽イオン交換膜18は、特定のイオンのみを通過させる特性を有している。陰イオン交換膜16および陽イオン交換膜18の周縁部には、それぞれ固定ボルト50を挿通する複数の貫通孔が形成されている。   2 and 3, each of the anion exchange membrane 16 and the cation exchange membrane 18 has an outer diameter substantially equal to that of the intermediate frame 22 and is formed in a thin rectangular plate shape having a thickness of about 100 to 200 μm. Is formed. The anion exchange membrane 16 and the cation exchange membrane 18 have a characteristic of allowing only specific ions to pass therethrough. A plurality of through holes through which the fixing bolts 50 are inserted are formed in the peripheral portions of the anion exchange membrane 16 and the cation exchange membrane 18.

陰イオン交換膜16は、中間フレーム22の片面側に対向して配置され、その周縁部は、シール材40を介して、中間フレーム22に密着している。同様に、陽イオン交換膜18は、中間フレーム22の他面側に対向して配置され、その周縁部は、シール材40を介して、中間フレーム22に密着している。なお、第1隔膜および第2隔膜は、イオン交換膜に限らず、透水性を有する多孔質膜を用いてもよい。   The anion exchange membrane 16 is disposed to face one side of the intermediate frame 22, and the peripheral edge thereof is in close contact with the intermediate frame 22 via the sealing material 40. Similarly, the cation exchange membrane 18 is disposed to face the other surface side of the intermediate frame 22, and the peripheral edge thereof is in close contact with the intermediate frame 22 via the sealing material 40. The first diaphragm and the second diaphragm are not limited to ion exchange membranes, and may be porous membranes having water permeability.

第1電極14および第2電極20は、厚さ1mm程度の金属製の平板で形成され、中間フレーム22の外径とほぼ同一の外径を有する矩形状に形成されている。第1電極14および第2電極20の中央部(有効領域)には液体を通過させるための微細な貫通孔が形成され、周縁部には固定ボルト50を挿通するための複数の貫通孔が形成されている。第1電極14は、その一側縁から突出する接続端子14bを有している。同様に、第2電極20は、その一側縁から突出する接続端子20bを有している。   The first electrode 14 and the second electrode 20 are formed of a metal flat plate having a thickness of about 1 mm, and are formed in a rectangular shape having an outer diameter substantially the same as the outer diameter of the intermediate frame 22. A fine through hole for allowing liquid to pass through is formed in the central portion (effective region) of the first electrode 14 and the second electrode 20, and a plurality of through holes for inserting the fixing bolt 50 are formed in the peripheral portion. Has been. The 1st electrode 14 has the connecting terminal 14b which protrudes from the one side edge. Similarly, the 2nd electrode 20 has the connecting terminal 20b which protrudes from the one side edge.

第1電極14は、陰イオン交換膜16に対向して配置され、陰イオン交換膜16に密着している。第2電極20は、陽イオン交換膜18に対向して配置され、陽イオン交換膜18に密着している。   The first electrode 14 is disposed to face the anion exchange membrane 16 and is in close contact with the anion exchange membrane 16. The second electrode 20 is disposed opposite the cation exchange membrane 18 and is in close contact with the cation exchange membrane 18.

次に、電極を代表して第1電極(陽極)14の構成をより詳細に説明する。
図4は、第1電極および陽極カバーを拡大して示す斜視図、図5は、第1電極の第1表面側を示す斜視図、図6は、第1電極の第2表面側を示す斜視図、図7は、第1電極の一部を拡大して示す斜視図、図8は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図、図9は、図8の線A−Aに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図、図10は、図8の線B−Bに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図である。
Next, the configuration of the first electrode (anode) 14 will be described in more detail on behalf of the electrode.
4 is an enlarged perspective view showing the first electrode and the anode cover, FIG. 5 is a perspective view showing the first surface side of the first electrode, and FIG. 6 is a perspective view showing the second surface side of the first electrode. 7 is an enlarged perspective view of a part of the first electrode, FIG. 8 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side, and FIG. 9 is a line of FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane along AA, and FIG. 10 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane along line BB in FIG.

図4ないし図7に示すように、第1電極14は、例えば、矩形状の金属板からなる基材17に多数の凹部および貫通孔を形成した多孔構造およびメッシュ構造を有している。基材17は、第1表面17aおよび、第1表面17aとほぼ平行に対向する第2表面17bを有している。第1表面17aと第2表面17bとの間隔、すなわち、板厚Tは例えば0.8mmに形成されている。第1表面17aは第1隔膜16に対向し、第2表面17bは陽極カバー24に対向する。基材17としては、チタンなどの金属を用いることができる。   As shown in FIGS. 4 to 7, the first electrode 14 has a porous structure and a mesh structure in which a large number of recesses and through holes are formed in a base material 17 made of, for example, a rectangular metal plate. The base material 17 has the 1st surface 17a and the 2nd surface 17b which opposes substantially parallel to the 1st surface 17a. The distance between the first surface 17a and the second surface 17b, that is, the plate thickness T is, for example, 0.8 mm. The first surface 17 a faces the first diaphragm 16, and the second surface 17 b faces the anode cover 24. As the base material 17, a metal such as titanium can be used.

基材17の第1表面17aには、第1パターンを有する第1凹みR1が全面に亘って形成され、また、基材17の第2表面17bには、第1パターンと異なる第2パターンを有する第2凹みR2が全面に亘って形成されている。   The first surface 17a of the base material 17 is formed with a first recess R1 having the first pattern over the entire surface, and the second surface 17b of the base material 17 has a second pattern different from the first pattern. A second recess R2 is formed over the entire surface.

本実施形態において、第1パターンの第1凹みR1は、基材17の第1表面17aに形成された複数の細い線状の第1凹部42を有し、これら第1凹部42はそれぞれ第1表面17aに開口している。第2パターンの第2凹みR2は、基材17の第2表面17bに形成された複数の太いあるいは粗い線状の第2凹部44を有し、これらの第2凹部44はそれぞれ第2表面17bに開口している。これら第1凹部42および第2凹部44は、基材17の周縁部を除いて、矩形状の有効領域全体に形成されている。そして、1つの第2凹部44に複数の第1凹部42が連通し、それぞれ貫通孔46を構成している。第1電極14の全表面は、イリジウム酸化物触媒で被覆されている。イリジウム酸化物触媒は、競合する酸素ガス生成よりも塩素ガス生成に対する過電圧が低く、陽極周囲にある程度の塩素イオンがあれば選択的に塩素ガスを生成する。   In the present embodiment, the first pattern first recess R1 includes a plurality of thin linear first recesses 42 formed on the first surface 17a of the base material 17, and each of these first recesses 42 is a first recess. Opened to the surface 17a. The second recess R2 of the second pattern has a plurality of thick or rough linear second recesses 44 formed on the second surface 17b of the base material 17, and each of these second recesses 44 is a second surface 17b. Is open. The first recess 42 and the second recess 44 are formed in the entire rectangular effective region except for the peripheral edge of the base material 17. A plurality of first recesses 42 communicate with one second recess 44, and each form a through hole 46. The entire surface of the first electrode 14 is coated with an iridium oxide catalyst. The iridium oxide catalyst has a lower overvoltage for chlorine gas generation than competing oxygen gas generation, and selectively generates chlorine gas if there is a certain amount of chlorine ions around the anode.

図4ないし図10に示すように、本実施形態において、複数の第1凹部42は、細長い直線状に形成され、第1方向X、例えば、水平方向、に延びている。複数の第1凹部42は、互いに平行に並んで設けられている。各第1凹部42は、後述する第2凹部44の開口幅W3よりも長く形成されている。本実施形態において、第1凹部42は、第1表面17aの有効領域(第1表面の周縁部を除く矩形状の中央領域)の一端から他端まで連続して延びている。各第1凹部42の開口幅W1は例えば0.4mm、第1凹部42の配列方向YのピッチP1は0.5mm、第1凹部42の深さD1は、基材17の板厚Tの半分より浅く、例えば、0.1〜0.2mmに形成されている。本実施形態において、各第1凹部42は、底部側から第1表面17aに向かって幅が広くなるように形成され、すなわち、ほぼ台形の断面形状を有している。第1凹部42を規定している両側面は、第1表面17aに対して傾斜して延びている。これにより、一部の第1凹部42は、0.2mmの貫通幅W2で複数の第2凹部44に連通している。   As shown in FIGS. 4 to 10, in the present embodiment, the plurality of first recesses 42 are formed in an elongated linear shape and extend in the first direction X, for example, the horizontal direction. The plurality of first recesses 42 are provided in parallel with each other. Each first recess 42 is formed longer than an opening width W3 of a second recess 44 described later. In the present embodiment, the first recess 42 continuously extends from one end to the other end of the effective area of the first surface 17a (rectangular central area excluding the peripheral edge of the first surface). The opening width W1 of each first recess 42 is, for example, 0.4 mm, the pitch P1 in the arrangement direction Y of the first recesses 42 is 0.5 mm, and the depth D1 of the first recesses 42 is half the plate thickness T of the substrate 17. It is formed shallower, for example, 0.1 to 0.2 mm. In the present embodiment, each first recess 42 is formed so as to increase in width from the bottom side toward the first surface 17a, that is, has a substantially trapezoidal cross-sectional shape. Both side surfaces defining the first recess 42 extend with an inclination with respect to the first surface 17a. Thereby, some 1st recessed parts 42 are connected to the several 2nd recessed part 44 with the penetration width W2 of 0.2 mm.

本実施形態において、第2表面17b側に形成された複数の第2凹部44は、細長い直線状に形成され、第1方向Xと交差する方向、例えば、第1方向Xと直交する第2方向Yに延びている。複数の第2凹部44は、互いに平行に並んで設けられている。各第2凹部44は、第2表面17bの有効領域(第2表面の周縁部を除く矩形状の中央領域)の一端から他端まで連続して延びている。各第2凹部44の開口幅W3は、第1凹部42の開口幅W1よりも充分に大きく、例えば2.4mm、第2凹部44の配列方向XのピッチP2は3mm、第2凹部44の深さD2は、基材17の板厚Tの半分より深く、例えば、0.6〜0.7mmに形成されている。本実施形態において、各第2凹部44は、底部側から第2表面17bに向かって幅が広くなるように形成され、ほぼ台形の断面形状を有している。第2凹部44を規定している両側面は、第2表面17bに対して傾斜して延びている。これにより、第2凹部44は、1.2mmの貫通幅W4で複数の第1凹部42に連通している。   In the present embodiment, the plurality of second recesses 44 formed on the second surface 17b side is formed in an elongated linear shape, and intersects the first direction X, for example, the second direction orthogonal to the first direction X. It extends to Y. The plurality of second recesses 44 are provided in parallel with each other. Each second recess 44 extends continuously from one end to the other end of the effective area of the second surface 17b (a rectangular central area excluding the peripheral edge of the second surface). The opening width W3 of each second recess 44 is sufficiently larger than the opening width W1 of the first recess 42, for example, 2.4 mm, the pitch P2 in the arrangement direction X of the second recess 44 is 3 mm, and the depth of the second recess 44 The depth D2 is deeper than half the plate thickness T of the base material 17, and is formed to be 0.6 to 0.7 mm, for example. In the present embodiment, each second recess 44 is formed so as to increase in width from the bottom side toward the second surface 17b and has a substantially trapezoidal cross-sectional shape. Both side surfaces defining the second recess 44 extend inclining with respect to the second surface 17b. Thereby, the 2nd recessed part 44 is connected to the some 1st recessed part 42 by 1.2 mm of penetration width W4.

上記のように構成された第1電極14は、例えば、基材17の第1表面17aおよび第2表面17bをエッチングして部分的に削り取り、第1パターンを有する第1凹みR1および第2パターンを有する第2凹みR2を形成することにより作製することができる。第1凹部42および第2凹部44の断面形状は、台形に限らず、矩形状、半円形状、楕円形状、円弧形状等、種々の形状とすることができる。また、第1凹部42と第2凹部44とが交差する角度は、直角に限らず、他の任意の角度とすることができる。   The first electrode 14 configured as described above, for example, etches the first surface 17a and the second surface 17b of the base material 17 to partially scrape the first recess R1 and the second pattern having the first pattern. It can produce by forming 2nd dent R2 which has. The cross-sectional shapes of the first concave portion 42 and the second concave portion 44 are not limited to a trapezoidal shape, and may be various shapes such as a rectangular shape, a semicircular shape, an elliptical shape, and an arc shape. Further, the angle at which the first recess 42 and the second recess 44 intersect is not limited to a right angle, and may be any other angle.

上記構造により、第1電極14の第1凹部42と第2凹部44は、交差部で互いに連通することにより、多数の貫通孔46を形成している。第1隔膜16に対向する第1表面17aでは、第1凹部42により表面の80%となる大部分に開口が形成されているとともに、連通開口している面積は電極表面の面積の16%と低く抑えている。また、貫通孔46からの気泡回収を考慮し、水の流れは貫通孔46の幅方向(第2方向Y)としている。このように基材17を第1および第2表面17a,17bの両面からエッチングした電極では、各々の面での開口率を変えることが可能であり、型抜き加工などで形成した両面同じ開口率の従来の電極では達成できない機能を発揮することができる。第1凹部42と第2凹部44が連通して形成された貫通孔46の第1表面17aの全面積に対する開口面積比率は、第1凹部42の第1表面17aの全面積に対する開口面積比率の半分以下であることが望ましい。
なお、本実施形態において、第2電極(陰極)20は、第1電極14と同様に構成されている。
With the above structure, the first recess 42 and the second recess 44 of the first electrode 14 communicate with each other at the intersections, thereby forming a large number of through holes 46. In the first surface 17a facing the first diaphragm 16, an opening is formed in a majority of 80% of the surface by the first recess 42, and the area of the communication opening is 16% of the area of the electrode surface. Keep it low. Further, considering the recovery of bubbles from the through hole 46, the flow of water is in the width direction of the through hole 46 (second direction Y). Thus, in the electrode which etched the base material 17 from both surfaces of the first and second surfaces 17a and 17b, the aperture ratio on each surface can be changed, and the same aperture ratio on both surfaces formed by die cutting or the like. The function which cannot be achieved by the conventional electrode of can be exhibited. The ratio of the opening area to the entire area of the first surface 17a of the first surface 17a of the through hole 46 formed by communicating the first recess 42 and the second recess 44 is the ratio of the opening area ratio to the entire area of the first surface 17a of the first recess 42. It is desirable to be less than half.
In the present embodiment, the second electrode (cathode) 20 is configured in the same manner as the first electrode 14.

図3および図4に示すように、第1電極14は、第2凹部44の延出方向Yと陽極カバー24の流通溝(流路)32aの延出方向とがほぼ一致した向きで配置されている。第1電極14の第2表面17bは、陽極カバー24の内面と対向し、リブ33の先端面に当接している。これにより、陽極室15bに供給される水は、流通溝32aおよび第1電極14の第2凹部44に沿って流れ、すなわち、第1電極14の第1凹部42と交差する方向に流れる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first electrode 14 is arranged in a direction in which the extending direction Y of the second recess 44 and the extending direction of the flow groove (flow path) 32 a of the anode cover 24 are substantially coincident. ing. The second surface 17 b of the first electrode 14 faces the inner surface of the anode cover 24 and is in contact with the tip surface of the rib 33. Thereby, the water supplied to the anode chamber 15 b flows along the flow groove 32 a and the second recess 44 of the first electrode 14, that is, in a direction intersecting with the first recess 42 of the first electrode 14.

また、図3、図9および図10に示すように、第1電極14の第1表面17aは第1隔膜16に対向し、第1隔膜16に密着している。第1表面17aの有効領域の約80%に第1凹部42が形成されていることから、これら第1凹部42の部分は、その深さ0.1〜0.2mm分だけ、第1隔膜16から離間している。図10に示すように、主たる反応は第1隔膜16からわずかに離れた第1凹部42の底の領域で起こり、生成物である次亜塩素酸は第1凹部42が形成するわずかな隙間から貫通孔46を介して陽極室に回収される。これにより、高い生成効率と隔膜劣化防止を両立することができる。   As shown in FIGS. 3, 9, and 10, the first surface 17 a of the first electrode 14 faces the first diaphragm 16 and is in close contact with the first diaphragm 16. Since the first recesses 42 are formed in about 80% of the effective area of the first surface 17a, the first recesses 16 are formed in the first diaphragm 16 by a depth of 0.1 to 0.2 mm. It is away from. As shown in FIG. 10, the main reaction occurs in the bottom region of the first recess 42 slightly away from the first diaphragm 16, and the product hypochlorous acid is generated from a slight gap formed by the first recess 42. It is collected in the anode chamber through the through hole 46. Thereby, it is possible to achieve both high generation efficiency and prevention of diaphragm deterioration.

第1の実施形態に係る電解装置10によれば、上述した構成を有する第1電極14を用いることにより、従来の打ち抜き(パンチング加工)や切れ目を入れて伸ばす(エキスパンド/ラス加工)製法で形成された電極を用いる場合に比較して、優れた作用効果を得ることができる。すなわち、第1電極14の第1隔膜16と対向する第1表面17aに多数の第1凹部42を形成することで、スペーサ等の別部材を設けることなく、第1電極14と第1隔膜16との間にわずかな距離を隔てることができ、その結果、生成効率と隔膜劣化の両方を改善することができる。   According to the electrolysis apparatus 10 according to the first embodiment, by using the first electrode 14 having the above-described configuration, it is formed by a conventional punching (punching process) or cutting and extending (expanding / lass process) manufacturing method. Compared with the case where the made electrode is used, the outstanding effect can be acquired. In other words, the first electrode 14 and the first diaphragm 16 can be formed without providing a separate member such as a spacer by forming a large number of first recesses 42 in the first surface 17a of the first electrode 14 facing the first diaphragm 16. A small distance can be separated from each other, and as a result, both production efficiency and diaphragm deterioration can be improved.

従来の型抜き加工を行う電極では基本的に第1および第2表面17a,17bを同じ面積で貫通する貫通孔しか形成できないため、第1電極14と第1隔膜16を密着させると主たる反応は、第1隔膜16と対向する第1表面17aで生じる。この第1表面は第1隔膜に密着しているため、反応生成物により隔膜16が劣化してしまう問題がある。また、第1表面と第1隔膜が密着していると、ここでの電解反応により生じた生成物を回収できずに効率が劣化する問題がある。   Since the conventional electrodes for die cutting can basically only form through holes that penetrate the first and second surfaces 17a and 17b in the same area, the main reaction is caused when the first electrode 14 and the first diaphragm 16 are brought into close contact with each other. It occurs on the first surface 17a facing the first diaphragm 16. Since the first surface is in close contact with the first diaphragm, there is a problem that the diaphragm 16 is deteriorated by the reaction product. In addition, when the first surface and the first diaphragm are in close contact with each other, there is a problem in that the product produced by the electrolytic reaction here cannot be recovered and efficiency is deteriorated.

本実施形態では、主たる反応場所である第1表面17aに面積比率で80%に及ぶ第1凹部42(第1凹みR1)を形成しているため、反応生成物はわずかな隙間D1および貫通孔46を通って速やかに流通溝32aに回収され、第1隔膜16の劣化を抑制することができる。   In the present embodiment, since the first recess 42 (first recess R1) having an area ratio of 80% is formed on the first surface 17a, which is the main reaction site, the reaction product has a slight gap D1 and through-holes. 46 is promptly collected in the flow groove 32a, and deterioration of the first diaphragm 16 can be suppressed.

第1凹部42は開口面積占有率が大きいことが理想的であるが、実用上は第1表面17aの有効領域の60%以上あれば上述した効果を十分に得ることができる。また、第1凹部42の配列ピッチP1は細かい方が第1隔膜16と接する部分からの生成物回収に有利であるが、実用上は0.8mm以下のピッチP1であれば効果を十分に発揮することができる。第1凹部42の深さD1は浅い方が理想的であるが、実用上は0.5mm以下であれば効果を発揮することができる。また、第1電極14の第1表面17aを形成する領域の最小幅を0.3mm以下、すなわち、第1凹部42の配列ピッチP1から第1凹部42の開口幅W1を引いた値が0.3mm以下であれば、隔膜と密着した第1表面17aから電解反応で生成した物質の回収が容易となり、上述の効果を発揮することができる。   Ideally, the first recess 42 has a large opening area occupancy, but practically, the above-described effects can be sufficiently obtained if 60% or more of the effective area of the first surface 17a is used. Further, the finer the arrangement pitch P1 of the first recesses 42 is, the more advantageous is the product recovery from the portion in contact with the first diaphragm 16, but practically the effect is sufficiently exhibited if the pitch P1 is 0.8 mm or less. can do. The depth D1 of the first recess 42 is ideally shallow, but in practice, the effect can be exhibited if it is 0.5 mm or less. The minimum width of the region forming the first surface 17a of the first electrode 14 is 0.3 mm or less, that is, the value obtained by subtracting the opening width W1 of the first recess 42 from the arrangement pitch P1 of the first recess 42 is 0. If it is 3 mm or less, the substance produced | generated by the electrolytic reaction from the 1st surface 17a closely_contact | adhered with the diaphragm becomes easy, and the above-mentioned effect can be exhibited.

第1電極14の第2凹部44の役割の1つは、高精細に浅く形成した第1凹部42から陽極室15b側へ生成物を回収するための貫通孔46を形成することである。また、第2凹部44の別の役割は、第1凹部42で電解した電流を低抵抗で回収することである。このため、第2凹部44は第1凹部42と交差する粗い線状の凹部としている。第1凹部42と第2凹部44とを直交させることで、第1凹部42と第2凹部44との交点部分が連通し、第1凹部42で生じた次亜塩素酸などを貫通孔46から陽極室15b側に取り出している。なお、第1電極14の面積に対する貫通孔46の面積率は16%と低くしている。これは貫通孔46により失われる第1凹部42領域を極力小さくするためである。貫通孔46の面積が大きくなると、貫通孔46を通じて拡散損失する塩素イオンが多くなる。そのため、貫通孔46の面積は、望ましくは電極面積の30%以内とする。   One of the roles of the second recess 44 of the first electrode 14 is to form a through hole 46 for collecting the product from the first recess 42 formed shallow with high definition to the anode chamber 15b side. Another role of the second recess 44 is to collect the current electrolyzed in the first recess 42 with a low resistance. For this reason, the second recess 44 is a rough linear recess that intersects the first recess 42. By making the first recess 42 and the second recess 44 orthogonal to each other, the intersection of the first recess 42 and the second recess 44 communicates, and hypochlorous acid or the like generated in the first recess 42 is transmitted from the through hole 46. The anode chamber 15b is taken out. In addition, the area ratio of the through-hole 46 with respect to the area of the 1st electrode 14 is made low with 16%. This is to make the first recess 42 region lost by the through hole 46 as small as possible. As the area of the through hole 46 increases, more chlorine ions are diffused through the through hole 46. Therefore, the area of the through hole 46 is desirably within 30% of the electrode area.

また、本実施形態では第1凹部42および第2凹部44が線状であり、その長手方向が互いに直交している。このため、1つの第1凹部42は複数の第2凹部44と連通して貫通孔46を形成しており、第1凹部42と第2凹部44が1対1で貫通している場合に比べて第1凹部42の水はけが良くなっている。すなわち、袋小路となることなく、1つの第2凹部44に複数の貫通孔46が設けられていることで、反応生成物、特に気泡が抜けやすい構造となっている。また、第1凹部42に対して、線状の第2凹部44を粗いピッチで直交させることで、第1凹部42の開口面積比率を80%と高くしたまま、貫通孔46の面積比率を16%にまで小さくている。これにより、反応生成物が第1隔膜16を劣化させることなく、電解質が貫通孔46から拡散して濃度が下がることを防止している。   Moreover, in this embodiment, the 1st recessed part 42 and the 2nd recessed part 44 are linear, The longitudinal direction is mutually orthogonally crossed. For this reason, one first recess 42 communicates with a plurality of second recesses 44 to form a through hole 46, compared with a case where the first recess 42 and the second recess 44 penetrate one-to-one. Thus, drainage of the first recess 42 is improved. That is, a plurality of through-holes 46 are provided in one second recess 44 without becoming a narrow path, so that a reaction product, in particular, bubbles are easily removed. Further, by making the linear second recesses 44 orthogonal to the first recesses 42 at a rough pitch, the area ratio of the through holes 46 is set to 16 while keeping the opening area ratio of the first recesses 42 as high as 80%. It is as small as%. This prevents the reaction product from deteriorating the first diaphragm 16 and the electrolyte from diffusing from the through hole 46 to lower the concentration.

第2凹部44は、数mm、例えば、3mmの粗いピッチP2とすることで、基材17の体積を大きく残し、電解により生じた電流を低抵抗に供給できるようにするとともに、電極自体の強度を維持している。実用上は1mm以上のピッチP2とすることで十分な給電抵抗とすることができる。
以上のことから、第1の実施形態によれば、隔膜の劣化を抑制し、長寿命で高効率の電解装置および電極を提供することができる。
The second recess 44 has a rough pitch P2 of several mm, for example, 3 mm, leaving a large volume of the base material 17 so that the electric current generated by electrolysis can be supplied with low resistance, and the strength of the electrode itself. Is maintained. In practice, a sufficient feed resistance can be obtained by setting the pitch P2 to 1 mm or more.
From the above, according to the first embodiment, it is possible to provide a long-life and high-efficiency electrolysis device and electrode that suppress the deterioration of the diaphragm.

次に、種々の変形例に係る電解装置の電極について説明する。なお、以下に説明する変形例において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第1の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。   Next, electrodes of the electrolysis apparatus according to various modifications will be described. In the modification described below, the same parts as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted, and the parts different from those of the first embodiment are mainly described. This will be explained in detail.

(第1変形例)
図11は、第1変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図、図12は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図、図13は、図12の線C−Cに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図、図14は、図12の線D−Dに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図である。
(First modification)
11 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the first modification, FIG. 12 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side, and FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane along line CC in FIG. 12, and FIG. 14 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane along line DD in FIG.

図11ないし図14に示すように、第1変形例によれば、第1電極14の基本仕様は、図4ないし図10に示した第1の実施形態の第1電極14と同じ仕様としているが、第2凹みR2の第2凹部44は、配列ピッチP2は3mmのままで、開口幅W3が1.6mm、貫通幅W4が0.4mmの細い凹部に形成している。   As shown in FIGS. 11 to 14, according to the first modification, the basic specification of the first electrode 14 is the same as that of the first electrode 14 of the first embodiment shown in FIGS. 4 to 10. However, the second recesses 44 of the second recesses R2 are formed in narrow recesses having an opening width W3 of 1.6 mm and a through width W4 of 0.4 mm while the arrangement pitch P2 remains 3 mm.

上記構成によれば、貫通孔46の面積比率を5%程度まで低くして、第1隔膜16を通過した塩素イオンが流通溝32aに拡散するのを一層抑制することができる。これにより、第1電極14の第1表面17aの塩素イオン濃度を上げて酸素ガス生成を抑制し、酸性水の生成効率を向上させている。   According to the said structure, the area ratio of the through-hole 46 can be lowered to about 5%, and it can suppress further that the chlorine ion which passed the 1st diaphragm 16 diffuses into the distribution | circulation groove | channel 32a. Thereby, the chlorine ion concentration on the first surface 17a of the first electrode 14 is increased to suppress the generation of oxygen gas, and the generation efficiency of acidic water is improved.

(第2変形例)
図15は、第2変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図、図16は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図、図17は、図16の線E−Eに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図、図18は、図16の線F−Fに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図である。
(Second modification)
FIG. 15 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the second modification, FIG. 16 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side, and FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane along line EE in FIG. 16, and FIG. 18 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane along line FF in FIG.

図15ないし図18に示すように、第2変形例によれば、第1電極14の第2表面17bに形成された第2凹みR2を構成する複数の第2凹部44は、第1方向Xと直交する第2方向Yにそれぞれ延びているが、第2方向に連続ではなく、複数に分割して形成されている。すなわち、各列の第2凹部44は、第2方向Yに所定の間隔を置いて並ぶ複数の第2凹部44を含んでいる。各第2凹部44の第2方向Yに沿った長さは、第1凹部42の複数分の幅以上に形成されている。また、第1凹部42の長さは、第2凹部44の幅W3よりも長く形成されている。これにより、第1凹部42と第2凹部44との交差部が互いに連通し、複数の貫通孔46を構成している。1つの第2凹部44に対して複数の第1凹部42が連通している。   As shown in FIGS. 15 to 18, according to the second modification, the plurality of second recesses 44 constituting the second recess R <b> 2 formed on the second surface 17 b of the first electrode 14 are arranged in the first direction X. Are extending in a second direction Y orthogonal to each other, but are not continuous in the second direction, but are divided into a plurality of parts. That is, the second recesses 44 in each row include a plurality of second recesses 44 that are arranged at a predetermined interval in the second direction Y. The length along the second direction Y of each second recess 44 is formed to be equal to or greater than the width of the first recess 42. Further, the length of the first recess 42 is longer than the width W3 of the second recess 44. As a result, the intersections of the first recess 42 and the second recess 44 communicate with each other to form a plurality of through holes 46. A plurality of first recesses 42 communicate with one second recess 44.

上記構成の第2変形例によれば、各行の第2凹部44を複数に分断し、これら第2凹部間に幅広の線状部を残している。これにより、第1電極14の全ての面方向で機械的強度が向上するとともに、第1電極の給電抵抗についても異方性を緩和することができる。   According to the second modification of the above configuration, the second recesses 44 in each row are divided into a plurality of portions, and a wide linear portion is left between these second recesses. Thereby, mechanical strength improves in all the surface directions of the 1st electrode 14, and anisotropy can be relieve | moderated also about the feeding resistance of a 1st electrode.

なお、前述した第1の実施形態では、第2凹部44を流通溝32aと並行に構成したが、第2凹部44が流通溝32aと直交する方向に第1電極14を設置するようにしてもよい。   In the above-described first embodiment, the second recess 44 is configured in parallel with the flow groove 32a. However, the first electrode 14 may be installed in a direction in which the second recess 44 is orthogonal to the flow groove 32a. Good.

(第3変形例)
図19は、第2変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図、図20は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図、図21は、図20の線G−Gに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図、図22は、図20の線H−Hに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図である。
(Third Modification)
FIG. 19 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the second modification, FIG. 20 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side, and FIG. 20 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line GG in FIG. 20, and FIG. 22 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line HH in FIG.

第3変形例によれば、第1電極14は、第1表面17aに形成され第1凹みR1を構成する多数の第1凹部42を有している。第1電極14の第2表面17bに形成されている第2凹部は、貫通孔47により形成されている。すなわち、複数の貫通孔47が基材17の第1表面17aおよび第2表面17bに開口している。貫通孔47は、例えば、第1凹部42の幅W1よりも大径の円形に形成され、すなわち、貫通孔47は、第2方向Yの開口長さが第1凹部42の幅W1よりも長く形成されている。1つの貫通孔47に対して複数の第1凹部42が連通している。
第1電極14の第1凹部42は高精細が要求されるためエッチングやフォトリソグラフィにより形成するが、第2凹部としての貫通孔47は低精細であり既存の打ち抜き加工により形成してもよい。
According to the third modification, the first electrode 14 has a large number of first recesses 42 formed on the first surface 17a and constituting the first recess R1. The second recess formed in the second surface 17 b of the first electrode 14 is formed by the through hole 47. That is, a plurality of through holes 47 are opened in the first surface 17 a and the second surface 17 b of the base material 17. The through hole 47 is formed, for example, in a circular shape having a larger diameter than the width W1 of the first recess 42, that is, the through hole 47 has an opening length in the second direction Y longer than the width W1 of the first recess 42. Is formed. A plurality of first recesses 42 communicate with one through hole 47.
The first recess 42 of the first electrode 14 is formed by etching or photolithography because high definition is required, but the through hole 47 as the second recess is low-definition and may be formed by existing punching.

(第4変形例)
図23は、第4変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図である。第4変形例によれば、第1電極14の第1表面17aに形成され第1凹みR1を構成する複数の第1凹部42は、第1方向Xに連続ではなく、複数に分割して形成されている。すなわち、各行の第1凹部42は、第1方向Xに所定の間隔を置いて並ぶ複数の第1凹部42を含んでいる。各第1凹部42の長さは、第2凹部44の幅W3よりも長く形成されている。これにより、第1凹部42と第2凹部44との交差部が互いに連通し、複数の貫通孔46を構成している。1つの第2凹部44に対して複数の第1凹部42が連通している。
(Fourth modification)
FIG. 23 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the fourth modification. According to the fourth modification, the plurality of first recesses 42 formed on the first surface 17a of the first electrode 14 and constituting the first recess R1 are not continuous in the first direction X but are divided into a plurality of parts. Has been. That is, the first recesses 42 in each row include a plurality of first recesses 42 arranged in the first direction X at a predetermined interval. The length of each first recess 42 is longer than the width W <b> 3 of the second recess 44. As a result, the intersections of the first recess 42 and the second recess 44 communicate with each other to form a plurality of through holes 46. A plurality of first recesses 42 communicate with one second recess 44.

上記構成の第4変形例によれば、各行の第1凹部42を複数に分割し、これら第1凹部間に線状部を残している。これにより、第1電極14の全ての面方向で機械的強度が向上するとともに、第1電極の給電抵抗についても異方性を緩和することができる。   According to the 4th modification of the above-mentioned composition, the 1st crevice 42 of each line is divided into a plurality, and the linear part is left between these 1st crevice. Thereby, mechanical strength improves in all the surface directions of the 1st electrode 14, and anisotropy can be relieve | moderated also about the feeding resistance of a 1st electrode.

(第5変形例)
図24は、第5変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図である。第1電極14の第1表面17aに形成される第1凹部42は、直線状に限らず、他の形状としてもよい。第5変形例によれば、第1電極14の第1表面17aに形成されている複数の第1凹部42は、直線状ではなく、第1方向Xに沿って延びる、複数個所で屈曲した線状に形成している。
(5th modification)
FIG. 24 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the fifth modification. The 1st recessed part 42 formed in the 1st surface 17a of the 1st electrode 14 is not restricted to linear form, It is good also as another shape. According to the fifth modification, the plurality of first recesses 42 formed on the first surface 17a of the first electrode 14 are not linear but extend along the first direction X and are bent at a plurality of locations. It is formed in a shape.

(第6変形例)
図25は、第5変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図である。第5変形例によれば、第1電極14の第1表面17aに形成され第1凹みR1を構成している複数の第1凹部42は、第1方向Xに沿って延びる、複数個所で湾曲した線状あるいは波状に形成している。
(Sixth Modification)
FIG. 25 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the fifth modification. According to the fifth modification, the plurality of first recesses 42 formed on the first surface 17 a of the first electrode 14 and constituting the first recess R <b> 1 extend along the first direction X and are curved at a plurality of locations. It is formed in a linear or wavy shape.

(第7変形例)
図26は、第7変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図、図27は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図、図28は、図26の線I−Iに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図である。
(Seventh Modification)
FIG. 26 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the seventh modification, FIG. 27 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side, and FIG. FIG. 27 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line II in FIG. 26.

図26ないし図28に示すように、第7変形例によれば、第1電極14の第1表面17aに形成された第1凹みR1は、複数の第1凹部42に加えて複数の第3凹部45を有している。隣接する第1凹部42間を隔てる壁部の少なくとも一部に切欠きを設けることで、第3凹部45を形成している。複数の第3凹部45は、貫通孔46以外の領域でそれぞれ第1表面17aに開口し、それぞれ隣合う第1凹部42を互いに連通している。本変形例において、各第3凹部45は、第1方向Xに隣合う2つの貫通孔46間の領域の大部分に亘って延在している。   As shown in FIGS. 26 to 28, according to the seventh modification, the first recess R1 formed on the first surface 17a of the first electrode 14 includes a plurality of third recesses in addition to the plurality of first recesses 42. A recess 45 is provided. The third recess 45 is formed by providing a notch in at least a part of the wall that separates the adjacent first recesses 42. The plurality of third recesses 45 open to the first surface 17a in regions other than the through-holes 46, and the adjacent first recesses 42 communicate with each other. In the present modification, each third recess 45 extends over most of the region between two through holes 46 adjacent in the first direction X.

上記構成の第7変形例によれば、複数の第3凹部を設けることにより、隔膜に接触する第1表面17aの面積を一層低減することができる。また、電極の主たる反応領域は、第1凹みR1の底面であり、第3凹部を設けることにより、反応領域の面積を広げることができる。   According to the seventh modification of the above configuration, the area of the first surface 17a that contacts the diaphragm can be further reduced by providing a plurality of third recesses. Further, the main reaction region of the electrode is the bottom surface of the first recess R1, and the area of the reaction region can be increased by providing the third recess.

(第8変形例)
図29は、第8変形例に係る第1電極の一部を拡大して示す斜視図、図30は、第1電極を第1表面側から見た第1電極の平面図、図31は、図30の線J−Jに沿った第1電極および陰イオン交換膜の断面図である。
(Eighth modification)
FIG. 29 is an enlarged perspective view showing a part of the first electrode according to the eighth modification, FIG. 30 is a plan view of the first electrode when the first electrode is viewed from the first surface side, and FIG. FIG. 31 is a cross-sectional view of the first electrode and the anion exchange membrane taken along line JJ in FIG. 30.

図29ないし図30に示すように、第8変形例によれば、第1電極14の基本構成は前述した第7変形例と同一であるが、複数の第3凹部45は、第1方向Xに隣合う2つの貫通孔46間の領域において、第1方向Xに間欠的に複数個所に設けられている。すなわち、隣接する第1凹部42間を隔てる壁部を部分的に残すように、複数の第3凹部45を形成している。本変形例では、第1方向Xに隣合う2つの貫通孔46間の領域において、例えば、4つの第3凹部45を設けている。また、複数の第3凹部45は、第2方向Yに沿って一列に並んで設けられている。   As shown in FIGS. 29 to 30, according to the eighth modification, the basic configuration of the first electrode 14 is the same as that of the seventh modification described above, but the plurality of third recesses 45 are formed in the first direction X. Are intermittently provided in a plurality of locations in the first direction X in a region between two through holes 46 adjacent to each other. That is, the plurality of third recesses 45 are formed so as to partially leave wall portions separating the adjacent first recesses 42. In the present modification, for example, four third recesses 45 are provided in a region between two through holes 46 adjacent to each other in the first direction X. The plurality of third recesses 45 are provided in a line along the second direction Y.

上記構成の第8変形例では、複数の第3凹部を間欠的に設けることにより、すなわち、各第3凹部の長さあるいは幅を小さくすることにより、第1凹みR1に沿って撓む隔膜の変形量を低減し、隔膜と電極と位置をより正確に規定することができる。   In the eighth modified example having the above-described configuration, the diaphragm that bends along the first recess R1 by intermittently providing a plurality of third recesses, that is, by reducing the length or width of each third recess. The amount of deformation can be reduced, and the diaphragm, electrode, and position can be defined more accurately.

更に、第8変形例によれば、図31に示すように、第1電極14は、第1表面17aを除いて、第1凹みR1上に形成された触媒層54を備えている。すなわち、第1電極14において、隔膜に接する領域である第1表面17aにだけ触媒を形成していない。これにより、隔膜に接する第1表面では電解反応をさせず、隔膜の寿命を延命させることができる。   Furthermore, according to the eighth modification, as shown in FIG. 31, the first electrode 14 includes the catalyst layer 54 formed on the first recess R1 except for the first surface 17a. That is, in the first electrode 14, no catalyst is formed only on the first surface 17a, which is a region in contact with the diaphragm. As a result, the first surface in contact with the diaphragm does not undergo an electrolytic reaction, and the life of the diaphragm can be extended.

なお、第8の変形例において、複数の第3凹部は、第2方向Yに直線状に並んで設けられた構成としたが、これに限らず、複数の第3凹部は、第1方向に互いにずれて並んでいてもよく、例えば、千鳥状に並んで設ける構成としてもよい。   In the eighth modification, the plurality of third recesses are arranged in a straight line in the second direction Y. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of third recesses are arranged in the first direction. They may be arranged so as to be shifted from each other. For example, they may be arranged in a staggered manner.

本発明は上述した実施形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、第1電極および第2電極は、矩形状に限定されることなく、他の種々の形状を選択可能である。各構成部材の材料は、前述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、他の材料を適宜選択可能である。前述した電極構造は、第1電極のみに限らず、第2電極(陰極)に適用してもよい。電解装置の電解槽は、3室型の電解槽に限定されることなく、2室型あるいは1室型の電解槽、その他、電極を用いた電解槽全般に適用することができる。電解質や生成物も塩や次亜塩素酸に限るものではなく、様々な電解質や生成物に展開してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment and the modified examples. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments and modifications may be appropriately combined.
For example, the first electrode and the second electrode are not limited to a rectangular shape, and other various shapes can be selected. The material of each constituent member is not limited to the above-described embodiments and modifications, and other materials can be appropriately selected. The electrode structure described above may be applied not only to the first electrode but also to the second electrode (cathode). The electrolyzer of the electrolyzer is not limited to a three-chamber type electrolyzer, and can be applied to a two-chamber or one-chamber electrolyzer and other electrolyzers using electrodes. Electrolytes and products are not limited to salts and hypochlorous acid, and may be applied to various electrolytes and products.

実施形態によれば、電解装置は、第1電極と、この第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された少なくとも1つの隔膜と、を有する電解槽を備えている。第1電極は、隔膜に対向する第1表面と、隔膜と反対側に位置する第2表面とを有する1枚の板状に形成され、前記第1表面に第1パターンで形成された複数の第1凹部を有し、前記第1凹部は、前記第1表面から離間した底面と、前記第2表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有している。 According to the embodiment, the electrolysis device includes a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and at least one diaphragm disposed between the first electrode and the second electrode. It has an electrolytic cell. The first electrode is formed in a single plate shape having a first surface facing the diaphragm and a second surface located on the opposite side of the diaphragm, and a plurality of first electrodes formed in a first pattern on the first surface. It has a 1st crevice, and the 1st crevice has a bottom face spaced apart from the 1st surface, and a penetration hole opened in a part of the 2nd surface and the bottom face .

実施形態によれば、電解装置は、第1電極と、この第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された少なくとも1つの隔膜と、を有する電解槽を備えている。第1電極は、前記隔膜に対向する第1表面と、前記隔膜と反対側に位置する第2表面と、を有する1枚の板状に形成され、前記第1表面に第1パターンで形成された複数の第1凹部と、前記第1パターンと異なる第2パターンで前記第2表面に形成された複数の第2凹部と、を有し、前記第1凹部は、それぞれ前記第1表面に平行な第1方向に沿って延在し、前記第1表面から離間した底面と、前記第2表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有し、前記第2凹部は、それぞれ前記第2表面に開口し、それぞれ前記第1表面と平行で前記第1方向と交差する第2方向に前記第1凹部の幅よりも大きい開口長さを有し、前記第1凹部の前記第1方向の長さは、前記第2凹部の前記第1方向の幅よりも長く形成され、1つの第2凹部に複数の前記第1凹部が連通してそれぞれ前記貫通孔を形成している。 According to the embodiment, the electrolysis device includes a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and at least one diaphragm disposed between the first electrode and the second electrode. It has an electrolytic cell. The first electrode is formed in a single plate shape having a first surface facing the diaphragm and a second surface located on the opposite side of the diaphragm, and is formed in a first pattern on the first surface. A plurality of first recesses and a plurality of second recesses formed on the second surface in a second pattern different from the first pattern, the first recesses being parallel to the first surface, respectively. A bottom surface extending along the first direction and spaced from the first surface, and a through hole opening in the second surface and a part of the bottom surface, wherein the second recesses are respectively The first surface of the first recess has an opening length larger than the width of the first recess in a second direction that opens to the second surface and is parallel to the first surface and intersects the first direction. The length in the direction is longer than the width of the second recess in the first direction. It said first recess having forms respectively communicating the through hole.

Claims (29)

第1電極と、この第1電極に対向する第2電極と、前記第1電極と第2電極との間に配置された少なくとも1つの隔膜と、を有する電解槽を備え、
前記第1電極は、前記隔膜に対向する第1表面と、前記隔膜と反対側に位置する第2表面と、前記第1表面に第1パターンで形成された第1凹みと、それぞれ前記第2表面および前記第1凹みに開口した複数の貫通孔と、を有する電解装置。
An electrolytic cell having a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and at least one diaphragm disposed between the first electrode and the second electrode;
The first electrode includes a first surface facing the diaphragm, a second surface located on the opposite side of the diaphragm, a first recess formed in a first pattern on the first surface, and the second surface. An electrolyzer having a surface and a plurality of through holes opened in the first recess.
前記第1電極は、前記第2表面に前記第1パターンと異なる第2パターンで形成された第2凹みを有し、前記第2凹みの複数個所は前記第1凹みに連通して前記貫通孔を形成している請求項1に記載の電解装置。   The first electrode has a second recess formed in a second pattern different from the first pattern on the second surface, and a plurality of locations of the second recess communicate with the first recess and pass through the through hole. The electrolyzer according to claim 1, wherein 前記第1凹みは、それぞれ前記第1表面に開口し第1方向に延びる複数の第1凹部を有し、前記第2凹みは、それぞれ前記第2表面に開口し、それぞれ前記第1方向と交差する第2方向に前記第1凹部の幅よりも大きい開口長さを有する複数の第2凹部を有し、
前記第1凹部の前記第1方向の長さは、前記第2凹部の前記第1方向の幅よりも長く形成され、1つの第2凹部に複数の前記第1凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項2に記載の電解装置。
Each of the first recesses has a plurality of first recesses that open in the first surface and extend in a first direction, and each of the second recesses opens in the second surface and intersects the first direction, respectively. A plurality of second recesses having an opening length larger than the width of the first recess in the second direction.
A length of the first recess in the first direction is longer than a width of the second recess in the first direction, and a plurality of the first recesses communicate with one second recess, and each of the through holes has a through hole. The electrolyzer according to claim 2, wherein
前記複数の第1凹部はその幅方向に第1ピッチで並んで設けられ、前記第2凹部は、その幅方向に第2ピッチで並んで設けられ、第2ピッチは第1ピッチよりも大きい請求項3に記載の電解装置。   The plurality of first recesses are provided at a first pitch in the width direction, and the second recesses are provided at a second pitch in the width direction, and the second pitch is larger than the first pitch. Item 4. The electrolytic apparatus according to Item 3. 前記第1凹部の第1ピッチは、0.8mm以下である請求項4に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to claim 4, wherein the first pitch of the first recesses is 0.8 mm or less. 前記第2凹部の第2ピッチは、1mm以上である請求項4又は5に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to claim 4 or 5, wherein the second pitch of the second recesses is 1 mm or more. 前記複数の第1凹部は、前記第1電極の第1表面に開口する開口面積が前記第1表面の面積に対して、60%以上である請求項3に記載の電解装置。   4. The electrolysis apparatus according to claim 3, wherein the plurality of first recesses have an opening area opening on a first surface of the first electrode of 60% or more with respect to an area of the first surface. 前記第1凹部の配列ピッチP1から前記第1凹部の開口幅W1を引いた値が0.3mm以下である請求項4から7のいずれか1項に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to any one of claims 4 to 7, wherein a value obtained by subtracting an opening width W1 of the first recess from the arrangement pitch P1 of the first recess is 0.3 mm or less. 前記複数の貫通孔の開口率は、前記第1電極の第1表面の面積の30%以下である請求項1から8のいずれか1項に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein an aperture ratio of the plurality of through holes is 30% or less of an area of the first surface of the first electrode. 前記第1凹部と第2凹部が連通して形成された貫通孔の前記第1表面の全面積に対する開口面積比率は、前記第1凹部の前記第1表面の全面積に対する開口面積比率の半分以下である請求項3から8のいずれか1項に記載の電解装置。   The opening area ratio of the through hole formed by communicating the first recess and the second recess to the entire area of the first surface is less than half of the opening area ratio of the first recess to the entire area of the first surface. The electrolyzer according to any one of claims 3 to 8. 前記第1凹部の深さは、前記第1電極の厚さの半分よりも浅く形成されている請求項3ないし10のいずれか1項に記載の電解装置。   The depth of the said 1st recessed part is an electrolytic device of any one of Claim 3 thru | or 10 currently formed shallower than the half of the thickness of the said 1st electrode. 前記第2凹部の深さは、前記第1電極の厚さの半分よりも深く形成されている請求項3から11のいずれか1項に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to any one of claims 3 to 11, wherein the depth of the second recess is formed deeper than half of the thickness of the first electrode. 前記第1凹部の深さは、0.5mm以内である請求項11又は12に記載の電解装置。   The depth of the said 1st recessed part is the electrolysis apparatus of Claim 11 or 12 which is less than 0.5 mm. 前記第2凹部は、前記第1方向と異なる第2方向に沿って延びている請求項3から13のいずれか1項に記載の電解装置。   The electrolytic device according to claim 3, wherein the second recess extends along a second direction different from the first direction. 1つの前記第1凹部に複数の前記第2凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項14に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to claim 14, wherein a plurality of the second recesses communicate with one first recess to form a through hole, respectively. 前記第1凹部は、前記第1電極の有効領域の一端から他端まで前記第1方向に沿って連続的に延び、前記第2凹部は、前記第1電極の有効領域の一端から他端まで前記第2方向に沿って連続的に延びている請求項14に記載の電解装置。   The first recess extends continuously along the first direction from one end to the other end of the effective area of the first electrode, and the second recess extends from one end to the other end of the effective area of the first electrode. The electrolyzer according to claim 14, which extends continuously along the second direction. 前記第1凹部および前記第2凹部は、直線状に延在している請求項16に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to claim 16, wherein the first recess and the second recess extend linearly. 前記第1凹部は、前記第1方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項17に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to claim 17, wherein the first recess is divided into a plurality with a gap in the first direction. 前記第2凹部は、前記第2方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項17に記載の電解装置。   The electrolytic device according to claim 17, wherein the second recess is divided into a plurality with a gap in the second direction. 前記第2凹部は、前記第1電極を貫通する貫通孔で構成されている請求項3に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to claim 3, wherein the second recess is configured by a through-hole penetrating the first electrode. 前記第1凹みは、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第1表面に開口し、それぞれ隣合う前記第1凹部を互いに連通した複数の第3凹部を含んでいる請求項3から19のいずれか1項に記載の電解装置。   The first recess includes a plurality of third recesses that open to the first surface in regions other than the through-holes and communicate with the adjacent first recesses, respectively. 2. The electrolysis apparatus according to item 1. 前記第1電極は、前記第1表面を除いて、前記第1凹み上に形成された触媒層を備えている請求項1から21のいずれか1項に記載の電解装置。   The electrolysis apparatus according to any one of claims 1 to 21, wherein the first electrode includes a catalyst layer formed on the first recess except for the first surface. 電解装置に用いる電極であって、
隔膜に対向する第1表面と、
前記第1表面の反対側に位置する第2表面と、
前記第1表面に第1パターンで形成された第1凹みと、
それぞれ前記第2表面および前記第1凹みに開口した複数の貫通孔と、
を備える電極。
An electrode used in an electrolysis device,
A first surface facing the diaphragm;
A second surface located opposite the first surface;
A first dent formed in a first pattern on the first surface;
A plurality of through holes each opened in the second surface and the first recess;
Electrode.
前記第2表面に前記第1パターンと異なる第2パターンで形成された第2凹みを有し、前記第2凹みの複数個所は前記第1凹みに連通して前記貫通孔を形成している請求項23に記載の電極。   The second surface has a second recess formed in a second pattern different from the first pattern, and a plurality of portions of the second recess communicate with the first recess to form the through hole. Item 24. The electrode according to Item 23. 前記第1凹みは、それぞれ前記第1表面に開口し第1方向に延びる複数の第1凹部を有し、前記第2凹みは、それぞれ前記第2表面に開口し、それぞれ前記第1方向と交差する第2方向に前記第1凹部の幅よりも大きい開口長さを有する複数の第2凹部を有し、
前記第1凹部の前記第1方向の長さは、前記第2凹部の前記第1方向の幅よりも長く形成され、1つの第2凹部に複数の前記第1凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項24に記載の電極。
Each of the first recesses has a plurality of first recesses that open in the first surface and extend in a first direction, and each of the second recesses opens in the second surface and intersects the first direction, respectively. A plurality of second recesses having an opening length larger than the width of the first recess in the second direction.
A length of the first recess in the first direction is longer than a width of the second recess in the first direction, and a plurality of the first recesses communicate with one second recess, and each of the through holes has a through hole. The electrode according to claim 24, wherein the electrode is formed.
前記複数の第1凹部は、前記第1表面に開口する開口面積が前記第1表面の面積に対して、60%以上である請求項23又は24に記載の電極。   25. The electrode according to claim 23 or 24, wherein the plurality of first recesses have an opening area opened to the first surface of 60% or more with respect to an area of the first surface. 前記第1凹部と第2凹部が連通して形成された貫通孔の開口率は、前記第1表面の面積の30%以下である請求項24又は25に記載の電極。   The electrode according to claim 24 or 25, wherein an aperture ratio of a through hole formed by communicating the first recess and the second recess is 30% or less of the area of the first surface. 前記第1凹みは、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第1表面に開口し、それぞれ隣合う前記第1凹部を互いに連通した複数の第3凹部を含んでいる請求項25から27のいずれか1項に記載の電極。   28. The any one of claims 25 to 27, wherein the first recess includes a plurality of third recesses that open to the first surface in regions other than the through holes and communicate with the adjacent first recesses. 2. The electrode according to item 1. 前記第1表面を除いて、前記第1凹み上に形成された触媒層を備えている請求項23から28のいずれか1項に記載の電極。   The electrode according to any one of claims 23 to 28, further comprising a catalyst layer formed on the first recess except for the first surface.
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