TWI639562B - Electrolyzed water generating device - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電解水生成裝置，其透過促進陽極供電體和陰極供電體的邊緣部的電解，能夠容易提高氫溶解濃度。電解水生成裝置的電解槽(4)透過固定接合第一外殼片(50)和第二外殼片(60)而形成電解室。在第一外殼片(50)的內表面上配設有與陽極供電體(41)抵接的第一凸部(53)，在第二外殼片(60)的內表面上配設有與陰極供電體(42)抵接的第二凸部(63)。第一凸部(53)包括與陽極供電體(41)的邊緣部(41e)抵接的第一突起(56)，第二凸部(63)包括與陰極供電體(42)的邊緣部(42e)抵接的第二突起(66)。由此，能夠提高各供電體的邊緣部與隔膜(43)之間的接觸壓力，從而流過邊緣部的電解電流增大，能夠促進電解。

Description

電解水生成裝置

本發明有關於一種透過對水進行電解而生成電解氫水的電解水生成裝置。

一直以來，已知有如下的電解室生成裝置：其具備電解槽，電解槽具有透過隔膜分隔的陽極室和陰極室，透過對導入電解槽內的自來水等原水進行電解來生成電解氫水。

期待溶解有生成在電解水生成裝置的陰極室中的氫氣的電解氫水在改善胃腸症狀方面發揮優異效果。另外，近年來，透過電解水生成裝置生成的電解氫水作為適於去除活性氧而受到關注。

專利文獻1：日本專利第5639724號公報

在電解水生成裝置中，由於為了使離子在陽極室與陰極室之間高效地通過而隔膜被形成為較薄，因此當例如產生在陽極室與陰極室之間的壓力差過大時，有可能隔膜受到損傷。因此，在上述專利文獻1的電解水生成裝置中，採用了如下的結構：透過構造電解槽的外殼片的凸狀部，夾住並支撐由陽極供電體、隔膜和陰極供電體構造的層壓體。

在上述電解水生成裝置中，對層壓體被凸狀部按壓的部位來說，在各供電體與隔膜之間能夠得到足夠的接觸壓力，因此兩者間的接觸電阻降低，能夠充分確保供給到各供電體中的電解電流。

但是，如該文獻中的圖4所示，陽極供電體和陰極供電體的邊緣部並未被外殼片支撐而成為自由端。因此，難以充分確保陽極供電體和陰極供電體的邊緣部與隔膜之間的接觸壓力，兩者間的接觸電阻增大。其結果，供給到陽極供電體和陰極供電體的邊緣部的電解電流降低，有可能阻礙電解。

本發明是鑒於上述實際情況而提出的，其主要目的在於提供一種電解水生成裝置，該裝置透過促進陽極供電體和陰極供電體的邊緣部的電解，從而能夠容易提高氫溶解濃度。

本發明的電解水生成裝置，具備：電解槽，形成有用於供給所電解的水的電解室；陽極供電體和陰極供電體，被彼此相對配置在電解室內；和隔膜，被配設在陽極供電體與陰極供電體之間，並且將電解室劃分為陽極供電體側的陽極室和陰極供電體側的陰極室，電解水生成裝置的隔膜被陽極供電體和陰極供電體夾持，電解槽透過固定接合陽極供電體側的第一外殼片和陰極供電體側的第二外殼片而形成電解室，在第一外殼片的朝向電解室側的內表面上配設有與陽極供電體抵接的第一凸部，在第二外殼片的朝向電解室側的內表面上配設有與陰極供電體抵接的第二凸部，第一凸部包括與陽極供電體的邊緣部抵接的第一突起，第二凸部包括與陰極供電體的邊緣部抵接的第二突起。

較佳地，在電解水生成裝置中，沿陽極供電體的邊緣部設置有複數個第一突起，沿陰極供電體的邊緣部設置有複數個第二突起。

較佳地，在電解水生成裝置中，第二突起被配設在相鄰的第一突起之間。

較佳地，在電解水生成裝置中，第一突起和第二突起包括有在順著電解室內的水的流動的縱向上長的縱長突起，縱長突起與陽極供電體或陰極供電體的垂直於縱向的橫向的橫邊緣部抵接。

較佳地，在電解水生成裝置中，第一突起和第二突起包括有在垂直於縱向的橫向上長的橫長突起，橫長突起與陽極供電體或陰極供電體的縱向的縱邊緣部抵接。

較佳地，在電解水生成裝置中，第一凸部的頂部包括有在第一外殼片側具有中心的曲面，第二凸部的頂部包括有在第二外殼片側具有中心的曲面。

較佳地，在電解水生成裝置中，對於第一外殼片的朝向電解室側的內表面而言，在隔著隔膜、陽極供電體和陰極供電體與第二凸部相對的位置上，配設有高度小於第一凸部的第一小突起，對於第二外殼片的朝向電解室側的內表面而言，在隔著隔膜、陽極供電體和陰極供電體與第一凸部相對的位置上，配設有高度小於第二凸部的複數個第二小突起。

較佳地，在電解水生成裝置中，第一小突起與陽極供電體不抵接，第二小突起與陰極供電體不抵接。

關於本發明的電解水生成裝置，在第一外殼片的朝向電解室側的內表面上配設有與陽極供電體抵接的複數個第一凸部，第一凸部包括與陽極供電體的邊緣部抵接的第一突起。由此，陽極供電體的邊緣部被第一凸部向隔膜側按壓，從而陽極供電體的邊緣部與隔膜之間的接觸壓力提高。另一方面，在第二外殼片的朝向電解室側的內表面上配設有與陰極供電體抵接的複數個第二凸部，第二凸部包括與陰極供電體的邊緣部抵接的第二突起。由此，陰極供電 體的邊緣部被第二凸部向隔膜側按壓，從而陰極供電體的邊緣部與隔膜之間的接觸壓力提高。因此，流過陽極供電體和陰極供電體的邊緣部的電解電流增大，能夠促進各邊緣部的電解。因此，能夠容易提高生成在陰極室中的電解氫水的氫溶解濃度。

1‧‧‧電解水生成裝置

4‧‧‧電解槽

40‧‧‧電解室

40A‧‧‧陽極室

40B‧‧‧陰極室

41‧‧‧陽極供電體

41a、42a‧‧‧端子

41e、42e‧‧‧邊緣部

41h、42h‧‧‧橫邊緣部

41v、42v‧‧‧縱邊緣部

42‧‧‧陰極供電體

43‧‧‧隔膜

43a‧‧‧鍍層

44‧‧‧電流檢測單元

45‧‧‧層壓體

46‧‧‧密封部件

50、50B、50C‧‧‧第一外殼片

51、61‧‧‧接合面

52、62‧‧‧電解部

53、53B‧‧‧第一凸部

53a、57a、63a、67a‧‧‧頂部

53b、57b、63b、67b‧‧‧凸曲面

53P、63P‧‧‧突起

54‧‧‧第一小突起

54B‧‧‧第一槽部

55、65‧‧‧槽

56‧‧‧第一突起

57、67‧‧‧縱長突起

57A‧‧‧第一橫長突起

58C‧‧‧第一集水路

58D‧‧‧第一分水路

59、69‧‧‧斜面

60、60B、60C‧‧‧第二外殼片

62A‧‧‧主要部

63、63B‧‧‧第二凸部

64‧‧‧第二小突起

64B‧‧‧第二槽部

66‧‧‧第二突起

68C‧‧‧第二集水路

68D‧‧‧第二分水路

7‧‧‧進水部

71、71a、71b‧‧‧供水管

72‧‧‧流量感測器

73‧‧‧分支部

74‧‧‧流量調整閥

8‧‧‧出水部

81‧‧‧流路切換閥

82‧‧‧吐水管

83‧‧‧排水管

91、92、93、94‧‧‧接頭

第1圖是表示本發明的電解水生成裝置的一實施方式的大致結構的框圖。

第2圖是第1圖所示的電解槽的裝配立體圖。

第3圖是表示第2圖的第一外殼片和第二外殼片的立體圖。

第4圖是表示第2圖的第一外殼片和第二外殼片的主視圖。

第5圖是包括第4圖的A-A剖面和B-B剖面的電解槽的裝配剖視圖。

第6圖是與第5圖相同的剖面中的電解槽的剖視圖。

第7圖是表示第3圖的第一外殼片的變形例的立體圖。

第8圖是表示第3圖的第二外殼片的變形例的立體圖。

第9圖是表示第3圖的第一外殼片和第二外殼片的另一變形例的立體圖。

第10圖是表示第3圖的第一外殼片和第二外殼片的又一變形例的立體圖。

下面，基於圖式對本發明的一實施方式進行說明。

第1圖示出本實施方式的電解水生成裝置1的大致結構。電解水生成裝置1可用於家庭飲用和烹飪用水的生成以及血液透析用透析液的生成。

電解水生成裝置1具備：電解槽4，形成有用於供給所電解的水的電解室40；陽極供電體41和陰極供電體42，被彼此相對配置在電解室40內；和 隔膜43，被配設在陽極供電體41與陰極供電體42之間。在電解槽4的上游側或下游側也可以設置有其它電解槽。另外，還可以與電解槽4並列地設置有其它電解槽。對於另行設置的電解槽，也可適用與電解槽4相同的結構。

隔膜43將電解室40劃分為陽極供電體41側的陽極室40A和陰極供電體42側的陰極室40B。透過向電解室40的陽極室40A和陰極室40B這兩個室供給水，並對陽極供電體41和陰極供電體42施加直流電壓，從而在電解室40內發生水的電解。

隔膜43使透過電解產生的離子通過，並且陽極供電體41和陰極供電體42經由隔膜43電連接。隔膜43使用例如由具有磺酸基的氟系樹脂材料構成的固體高分子材料。

在具有使用了固體高分子材料的隔膜43的電解槽4中，生成中性的電解氫水和電解氧水。透過水在電解室40內進行電解，從而在陰極室40B中獲得溶解有氫氣的電解氫水，在陽極室40A中獲得溶解有氧氣的電解氧水。

電解水生成裝置1進一步具備：控制單元6，用於控制電解槽4；進水部7，設置於電解槽4的上游側；和出水部8，設置於電解槽4的下游側。

控制單元6例如具有CPU(Central Processing Unit：中央處理器)和記憶體等，其中，該CPU執行各種運算處理和資訊處理等，該記憶體存儲用於負責CPU操作的程式和各種資訊。

在陽極供電體41與控制單元6之間的電流供給線路上設置有電流檢測單元44。電流檢測單元44也可以設置在陰極供電體42與控制單元6之間的電流供給線路上。電流檢測單元44檢測出供給到供電體41、42中的電解電流，並將相當於該值的信號輸出到控制單元6中。

控制單元6基於從電流檢測單元44輸入的信號，對施加到陽極供電體41與陰極供電體42之間的電壓進行回饋控制。例如，在電解電流過大的情況下，控制單元6使上述電壓減少，在電解電流過小的情況下，控制單元6使上述電壓增加。由此，能夠適當控制供給到供電體41、42中的電解電流。

進水部7具有供水管71、流量感測器72、分支部73和流量調整閥74等。供水管71將供給到電解水生成裝置1中的水引導到電解室40中。流量感測器72設置于供水管71上。流量感測器72定期檢測供給到電解室40中的水的每單位時間的流量(以下，有時僅記載為“流量”)F，並將相當於該值的信號輸出到控制單元6中。

分支部73將供水管71分支為供水管71a、71b這兩管。流量調整閥74將供水管71a、71b與陽極室40A或陰極室40B連接。在控制單元6的管理下，透過流量調整閥74對供給到陽極室40A和陰極室40B中的水的流量進行調整。為了提高水的利用效率，流量調整閥74對供給到陽極室40A和陰極室40B中的水的流量進行調整。由此，有時在陽極室40A與陰極室40B之間產生壓力差。

在本實施方式中，由於流量感測器72設置於分支部73的上游側，因此檢測出供給到陽極室40A中的水的流量和供給到陰極室40B中的水的流量的總和、即供給到電解室40中的水的流量F。

出水部8具有流路切換閥81、吐水管82和排水管83等。流路切換閥81將陽極室40A和陰極室40B與吐水管82或排水管83選擇性地連接。在電解水生成裝置1用於生成血液透析用透析液的情況下，生成在陰極室40B中的電解氫水經由吐水管82被供給到過濾處理用的反滲透膜模組和用於稀釋透析原液的稀釋裝置等中。

控制單元6控制施加到陽極供電體41和陰極供電體42中的直流電壓的極性。例如，控制單元6基於從流量感測器72輸入的信號，對供給到電解室40中的水的流量F進行累計，若達到規定的流量，則切換施加到陽極供電體41和陰極供電體42的直流電壓的極性。伴隨此，陽極室40A和陰極室40B被相互交換。當切換直流電壓的極性時，控制單元6使流量調整閥74和流路切換閥81同步操作。由此，總是連接陰極室40B和吐水管82，從而生成在陰極室40B中的電解氫水從吐水管82排出。

第2圖是電解槽4的裝配立體圖。電解槽4具有陽極供電體41側的第一外殼片50和陰極供電體42側的第二外殼片60。透過固定接合彼此相對配置的第一外殼片50和第二外殼片60，從而在其內部形成電解室40(參照第1圖)。

在電解槽4的電解室40內收容有透過疊放陽極供電體41、隔膜43和陰極供電體42而成的層壓體45。陽極供電體41、隔膜43和陰極供電體42分別被形成為矩形狀。

陽極供電體41和陰極供電體42分別被構造為水能夠在其板厚方向上往返。對於陽極供電體41和陰極供電體42而言，可應用例如金屬網等網狀的金屬。這種網狀的陽極供電體41和陰極供電體42夾持隔膜43的同時，能夠使水遍及到隔膜43的表面，從而促進電解室40內的電解。在本實施方式中，作為陽極供電體41和陰極供電體42，可適用在鈦制金屬網的表面上形成有鍍鉑層的供電體。鍍鉑層防止鈦的氧化。

在陽極供電體41設置有貫通第一外殼片50並向電解槽4的外部突出的端子41a。同樣，在陰極供電體42也設置有貫通第二外殼片60並向電解槽4 的外部突出的端子42a。經由端子41a、42a，對陽極供電體41和陰極供電體42施加直流電壓。

在本實施方式中，對隔膜43使用例如由具有磺酸基的氟系樹脂材料構成的固體高分子材料。在具有使用了固體高分子材料的隔膜43的電解槽4中，生成中性的電解水。在隔膜43的兩表面形成有由鉑構成的鍍層43a。鍍層43a與陽極供電體41和陰極供電體42抵接並電連接。

隔膜43在電解室40內被陽極供電體41和陰極供電體42夾持。因此，隔膜43的形狀透過陽極供電體41和陰極供電體42來保持。根據這種隔膜43的保持結構，起因於陽極室40A與陰極室40B之間產生的壓力差的應力的大部分由陽極供電體41和陰極供電體42來承擔，從而減少施加到隔膜43的應力。由此，即使在陽極室40A與陰極室40B之間產生較大的壓力差的狀態下操作電解水生成裝置1，也不會在隔膜43中產生較大的應力。因此，能夠抑制隔膜43的損傷，並能夠容易提高水的利用效率。

另外，由於隔膜43被陽極供電體41和陰極供電體42夾持，因此能夠減少隔膜43的鍍層43a與陽極供電體41之間以及鍍層43a與陰極供電體42之間的接觸電阻，抑制電壓下降。由此，能夠促進電解室40內的電解，生成較高的氫溶解濃度的電解氫水。

在陽極供電體41和陰極供電體42的外周緣外側設置有用於防止水從第一外殼片50與第二外殼片60的接合面漏出的密封部件46。隔膜43的外周部被密封部件46夾持。

各外殼片50和60被形成為在順著電解室40內的水的流動的縱向V上長的長方形狀。伴隨此，電解室40被形成為在縱向V上長的長方形狀。由於這 種縱長形狀的電解室40，電解槽4內的流路變長。其結果，產生在陰極室40B中的氫氣能夠易於溶解於陰極室40B內的水中，提高氫溶解濃度。

在電解槽4設置有L字狀的接頭91、92、93、94。接頭91、92被安裝在第一外殼片50、第二外殼片60的下部，並與上述流量調整閥74連接。接頭93、94被安裝在第一外殼片50、第二外殼片60的上部，並與上述流路切換閥81連接。透過開始向電解水生成裝置1內供水，從陽極室40A和陰極室40B的下部朝向上部產生水的整體流動。

產生在陰極室40B中的氫氣成為微小的氣泡並向陰極室40B的上方移動。在本實施方式中，由於氫氣的移動方向與水的整體流動方向一致，因此氫分子易於溶解于水中，提高氫溶解濃度。

第3圖是從朝向電解室40側的內表面側觀察的、第一外殼片50和第二外殼片60的立體圖。第4圖的(a)是從內表面側觀察的第一外殼片50的主視圖，第4圖的(b)是從內表面側觀察的第二外殼片60的主視圖。第5圖是包括圖4的A-A剖面和B-B剖面的電解槽4的裝配立體圖。另外，第6圖是與第5圖相同的剖面中的電解槽4的剖視圖。

在第一外殼片50和第二外殼片60的內表面的外緣部形成有用於固定接合第一外殼片50和第二外殼片60的接合面51、61。在接合面51、61的內側透過內壁從接合面51、61起沿第一外殼片50和第二外殼片60的厚度方向凹陷而設置有電解部52、62。電解部52構造陽極室40A，電解部62構造陰極室40B。

在第一外殼片50的內表面上配設有多個第一凸部53。在本實施方式中，第一凸部53包括離散配置在電解部52的主要部52A上的突起53P。主要部52A為位於陽極供電體41的邊緣部41e和陰極供電體42的邊緣部42e的內側的、佔 據電解部52的大部分的區域(以下，關於電解部62的主要部62A也相同)。各第一凸部53沿縱向V和垂直於縱向V的橫向H以矩陣狀(matrix狀)排列並配設。關於突起的配置，所謂“矩陣狀”是指沿縱向V排列有m個突起、且沿橫向H排列有n個突起的配置(如m行×n列矩陣的配置)(m、n為2以上的整數。以下相同)。

另一方面，在第二外殼片60的內表面上配設有多個第二凸部63。在本實施方式中，第二凸部63包括離散配置在電解部62的主要部62A上的突起63P。各第二凸部63沿縱向V和橫向H以矩陣狀排列並配設。

各第一凸部53在陽極室40A與陽極供電體41抵接，並將陽極供電體41向第二外殼片60側按壓。另一方面，各第二凸部63在陰極室40B與陰極供電體42抵接，並將陰極供電體42向第一外殼片50側按壓。因此，層壓體45從其兩表面被各第一凸部53和各第二凸部63夾持。

第一凸部53包括與陽極供電體41的邊緣部41e(參照第2圖、第6圖)抵接的第一突起56。第一突起56設置於第一凸部53中的、離散配置在電解部52的主要部上的突起的周邊。由此，陽極供電體41的邊緣部41e被第一突起56向隔膜43側按壓，從而陽極供電體41的邊緣部41e與隔膜43之間的接觸壓力提高，並且兩者間的接觸電阻降低。

另一方面，第二凸部63包括與陰極供電體42的邊緣部42e(參照第2圖、第6圖)抵接的第二突起66。第二突起66設置於第二凸部63中的、離散配置在電解部62的主要部上的突起的周邊。由此，陰極供電體42的邊緣部42e被第二突起66向隔膜43側按壓，從而陰極供電體42的邊緣部42e與隔膜43之間的接觸壓力提高，並且兩者間的接觸電阻降低。

因此，流過陽極供電體41的邊緣部41e和陰極供電體42的邊緣部42e的電解電流增大，能夠促進在各邊緣部41e、42e的電解。因此，能夠容易提高生成在陰極室40B中的電解氫水的氫溶解濃度。

在本實施方式中，沿陽極供電體41的邊緣部41e設置有多個第一突起56。同樣，沿陰極供電體42的邊緣部42e設置有多個第二突起66。

如第5圖、第6圖所示，當固定接合第一外殼片50和第二外殼片60時，密封部件46被配設在第一突起56和第二突起66的外側。也可以向密封部件46的內側、即陽極供電體41的邊緣部41e和陰極供電體42的邊緣部42e供給水。

如第3圖至第6圖所示，各第二突起66被隔開間隔地設置在相鄰的第一突起56之間。換言之，各第一突起56被隔開間隔地設置在相鄰的第二突起66之間。由此，陽極供電體41的邊緣部41e和陰極供電體42的邊緣部42e從第一外殼片50側和第二外殼片60側被第一突起56和第二突起66交替按壓並支撐。另外，產生在邊緣部42e中的氫氣易於溶解於流入到相鄰的第二突起66之間的水中，從而氫溶解濃度進一步提高。

如第6圖所示，較佳地，第一突起56和第二突起66的高度被設定為能夠將陽極供電體41的邊緣部41e和陰極供電體42的邊緣部42e矯正為波形的程度。由於這種波形的陽極供電體41的邊緣部41e和陰極供電體42的邊緣部42e具有較大的彎曲剛性，因此即使因電解室40內的壓力差而層壓體45受到較大的應力，也能夠抑制其變形，並且抑制隔膜43的損傷。

如第3圖至第6圖所示，第一突起56包括有在順著陽極室40A內的水的流動的縱向V上長的第一縱長突起57。第一縱長突起57與陽極供電體41的橫向H上的橫邊緣部41h抵接。橫邊緣部41h被第一縱長突起57向隔膜43側按壓，從 而提高與隔膜43的接觸壓力。此外，所謂陽極供電體41的橫邊緣部41h是指例如從陽極供電體41的橫向H的邊緣至內側，為陽極供電體41的橫向H長度的2%以下的區域(以下，關於陰極供電體42的橫邊緣部42h也相同)。

第二突起66包括有在順著陰極室40B內的水的流動的縱向V上長的第二縱長突起67。在從橫向H觀察電解槽4的側視中，各第二縱長突起67被隔開間隔地設置在相鄰的第一縱長突起57之間。第二縱長突起67與陰極供電體42的橫向H上的橫邊緣部42h抵接。橫邊緣部42h被第二縱長突起67向隔膜43側按壓，從而提高與隔膜43的接觸壓力。此外，各第二縱長突起67在縱向V上與第一縱長突起57交替設置即可，也可以設置在當固定接合第一外殼片50和第二外殼片60時，在橫向H上與相鄰的第一縱長突起57錯開的位置上。

第一凸部53的頂部53a被構造為包括有在第一外殼片50側具有中心的凸曲面53b。凸曲面53b包括被形成在第6圖所示的第一縱長突起57的頂部57a上的凸曲面57b。凸曲面53b可以是如圓柱側面的一部分的二次曲面，也可以是如球表面的一部分的三次曲面。由於頂部53a被構造為凸曲面53b，層壓體45以緩慢的曲率彎曲，因此向隔膜43的應力集中緩慢，能夠抑制隔膜43的損傷。

第二凸部63的頂部63a被構造為包括有在第二外殼片60側具有中心的凸曲面63b。凸曲面63b包括被形成在第6圖所示的第二縱長突起67的頂部67a上的凸曲面67b。關於凸曲面63b，也與上述凸曲面53b相同。

在本實施方式中，當固定接合第一外殼片50和第二外殼片60時，第二凸部63被配置在以沿縱向V最近的距離相鄰的第一凸部53、53之間。伴隨此，第二凸部63被設置為與第一凸部53相比少一行。另外，第二凸部63被配置在以沿橫向H最近的距離相鄰的第一凸部53、53之間。

透過相對配置這種各第一凸部53和各第二凸部63，在陰極室40B內各第二凸部63沿縱向V和橫向H離散且均等地分佈。由此，在陰極室40B內沿縱向V和橫向H分佈的第二凸部63之間流入流速較大的水，從而向陰極供電體42的表面供給足夠的水。因此，即使在例如透過加大供給到各供電體41、42中的電解電流，以在陰極供電體42的表面上產生大量的氫氣的情況下，也能夠抑制電解氫水的氫溶解濃度局部地接近飽和值，從而提高陰極室40B整體的氫溶解濃度。另外，即使在例如供給到陰極室40B中的水的流量較少的情況下，也能夠抑制電解氫水的氫溶解濃度局部地接近飽和值，從而提高陰極室40B整體的氫溶解濃度。

另一方面，在陽極室40A內，各第一凸部53沿縱向V和橫向H離散且均等地分佈，在陽極室40A內沿縱向V和橫向H分佈的第一凸部53之間也流入流速較大的水，從而向陽極供電體41的表面供給足夠的水。因此，與上述的陰極室40B相同，陽極室40A整體的氫溶解濃度提高。由此，能夠使在陽極室40A中產生的氧氣容易溶解於陽極室40A內的水中並被排出。

第一凸部53和第二凸部63被形成為在縱向V上長的縱長形狀。利用這種縱長形狀的第一凸部53和第二凸部63，對陽極室40A和陰極室40B內的水進行整流，從而不會妨礙縱向V的整體水流，能夠以較寬的面積堅固地支撐層壓體45。因此，能夠降低各供電體41、42與隔膜43的鍍層43a之間的接觸電阻，能夠對電解室40內的水進行高效電解。在本實施方式中，作為縱長形狀的第一凸部53採用橢圓柱狀的突起，但也可以是長圓柱狀或長方體狀的突起。

各第一凸部53在頂部53a與陽極供電體41抵接。頂部53a例如以與接合面51相同的高度突出。由此，陽極供電體41在與頂部53a抵接的部位向第二 外殼片60側被按壓而突出。另一方面，各第二凸部63在頂部63a與陰極供電體42抵接。由此，陰極供電體42在與頂部63a抵接的部位向第一外殼片50側被按壓而突出。

在本發明中，由於在沿縱向V相鄰的第一凸部53、53之間配置有第二凸部63，因此層壓體45在沿縱向V的剖面上被矯正為波形。另一方面，由於在以沿橫向H最近的距離相鄰的第一凸部53、53之間配置有第二凸部63，因此層壓體45在沿橫向H的剖面上也被矯正為波形。由於這種波形的層壓體45具有較大的彎曲剛性，因此即使因電解室40內的壓力差而層壓體45受到較大的應力，也能夠抑制其變形，並且抑制隔膜43的損傷。

如第3圖、第4圖所示，較佳地，對於第一外殼片50的朝向電解室40側的內表面而言，在隔著層壓體45(參照第2圖)與第二外殼片60的第二凸部63(突起63P)相對的位置上，配設有多個第一小突起54。各第一小突起54堵住在沿橫向H相鄰的第一凸部53、53之間沿縱向V流動的水的一部分，並將其引導到第一小突起54的橫向H的兩端、即沿縱向V相鄰的第一凸部53、53之間。由此，陽極室40A內的水在第一小突起54的周邊被局部攪拌。因此，透過融合由第一凸部53引起的縱向V的整體水流和由第一小突起54引起的局部水流，從而供給到陽極供電體41的表面上的水的流動進一步均勻化，能夠提高氫溶解濃度。

較佳第一小突起54被形成為在橫向H上長的橫長形狀。這種第一小突起54將水引導到沿縱向V相鄰的第一凸部53、53之間的效果較高，並且供給到陽極供電體41的表面上的水的流動被進一步均勻化，從而能夠提高氫溶解濃度。在本實施方式中，作為橫長形狀的第一凸部53採用橢圓柱狀的突起，但也可以為長圓柱狀或長方體狀的突起。

由於第一小突起54的高度小於第一凸部53，因此與陽極供電體41不抵接。因此，在第一小突起54與陽極供電體41之間形成流路，供給到陽極供電體41的表面上的水的流動進一步均勻化。

另一方面，較佳地，對於第二外殼片60的朝向電解室40側的內表面而言，在隔著層壓體45(參照第2圖)與第一外殼片50的第一凸部53(突起53P)相對的位置上，配設有多個第二小突起64。由於第二小突起64的形狀和作用效果與上述第一小突起54相同，因此省略其說明。

在本發明中，由於設置在第二突起66附近的第二小突起64朝向陰極供電體42的橫邊緣部42h引導陰極室40B內的水，因此也能夠向陰極供電體42的橫邊緣部42h的表面充分供給水。因此，透過由上述的第一突起56和第二突起66引起的邊緣部42e的電解促進作用而產生的氫氣易於溶解于水中，從而容易提高氫溶解濃度。

如第3圖和第6圖所示，較佳在第一小突起54形成有沿縱向V貫通第一小突起54的槽55。可適當設定相對於一個第一小突起54的槽55的條數、寬度和深度。例如，在本實施方式中，一條槽55被設置在第一小突起54的橫向H的中央部。另外，槽55的深度與第一小突起54的高度相同。槽55沿縱向V引導在沿橫向H相鄰的第一凸部53、53之間流動的水的一部分，並使其通過第一小突起54。透過槽55，供給到陽極供電體41的表面上的水的流動進一步均勻化。

同樣，較佳在第二小突起64形成有沿縱向V貫通第二小突起64的槽65。關於槽65的條數等，與上述槽55相同。槽65沿縱向V引導在沿橫向H相鄰的第二凸部63、63之間流動的水的一部分，並使其通過第二小突起64。透過槽65，供給到陰極供電體42的表面上的水的流動進一步均勻化。

此外，也有可能因上述第一小突起54和第二小突起64而阻礙陽極室40A內和陰極室40B內的水的流動。然而，在本實施方式中，第一小突起54的高度小於第一凸部53的高度，並且第一小突起54與陽極供電體41不抵接。因此，在第一小突起54與陽極供電體41之間形成流路，因第一小突起54而阻礙陽極室40A內的水的流動的可能性是有限的。同樣，因第二小突起64而阻礙陰極室40B內的水的流動的可能性是有限的。

如第3圖和第4圖所示，在第一外殼片50的內表面的下部形成有第一分水路58D。第一分水路58D沿第一外殼片50的橫向H延伸，並與電解部52連通。從接頭91流入的水經由第一分水路58D流入到電解部52，並向上方流過第一凸部53等的間隙。同樣，在第二外殼片60的內表面的下部形成有第二分水路68D。第二分水路68D沿第二外殼片60的橫向H延伸，並與電解部62連通。從接頭92流入的水經由第二分水路68D流入到電解部62，並向上方流過第二凸部63等的間隙。

另一方面，在第一外殼片50的內表面的上部形成有第一集水路58C。第一集水路58C沿第一外殼片50的橫向H延伸，並與電解部52連通。移動至電解部52的上方的水被第一集水路58C收集，並從接頭93向電解槽4的外部流出。同樣，在第二外殼片60的內表面的上部形成有第二集水路68C。第二集水路68C沿第二外殼片60的橫向H延伸，並與電解部62連通。移動至電解部62的上方的水被第二集水路68C收集，並從接頭94向電解槽4的外部流出。

若以接合面51為基準，則電解部52的深度小於第一分水路58D和第一集水路58C。透過這種電解部52，來提高在電解部52中流動的水的速度，從而易於溶解氧氣。而且，在電解部52與第一分水路58D和第一集水路58C之間的 臺階部形成有斜面59。斜面59使陽極室40A內的水的流動順利，並抑制在電解部52中流動的水的速度的降低。

同樣，若以接合面61為基準，則電解部62的深度小於第二分水路68D和第二集水路68C。透過這種電解部62，來提高在電解部62中流動的水的速度，從而易於溶解氫氣。而且，在電解部62與第二分水路68D和第二集水路68C之間的臺階部形成有斜面69。斜面69使陰極室40B內的水的流動順利，並抑制在電解部62中流動的水的速度的降低。

第7圖示出作為第一外殼片50的變形例的第一外殼片50A。另一方面，第8圖示出作為第二外殼片60的變形例的第二外殼片60A。

對於第一外殼片50A而言，在第一分水路58D(參照第3圖)和第一集水路58C的周圍設置有第一突起56，這一點與第一外殼片50不同。同樣，對於第二外殼片60A而言，在第二分水路68D(參照第3圖)和第二集水路68C的周圍設置有第二突起66，這一點與第二外殼片60不同。關於該第一外殼片50A和第二外殼片60A中的、以下未作說明的部分，可採用上述第一外殼片50和第二外殼片60的結構。

如第7圖所示，第一突起56包括有在橫向H上長的第一橫長突起57A。沿第3圖中的第一分水路58D的下端和第一集水路58C的上端設置有多個第一橫長突起57A，並且其與陽極供電體41的縱向V上的縱邊緣部41v(參照第2圖)抵接。由此，陽極供電體41的縱邊緣部41v被第一橫長突起57A支撐。因此，即使在陽極室40A與陰極室40B之間產生較大的壓力差的情況下，也能夠抑制層壓體45的變形，並且抑制隔膜43的損傷。此外，所謂陽極供電體41的縱邊緣部41v 是指例如從陽極供電體41的縱向V的邊緣至內側，為陽極供電體41的縱向V長度的2%以下的區域(以下，關於陰極供電體42的縱邊緣部42v也相同)。

同樣，如第8圖所示，第二突起66包括有在橫向H上長的第二橫長突起67A。在從縱向V觀察電解槽4的俯視中，第二橫長突起67A被隔開間隔地設置在相鄰的第一橫長突起57A之間。沿第3圖中的第二分水路68D的下端和第二集水路68C的上端設置有多個第二橫長突起67A，並且其與陰極供電體42的縱向V上的縱邊緣部42v(參照第2圖)抵接。由此，陰極供電體42的縱邊緣部42v被第二橫長突起67A支撐。因此，即使在陽極室40A與陰極室40B之間產生較大的壓力差的情況下，也能夠抑制層壓體45的變形，並且抑制隔膜43的損傷。此外，各第二橫長突起67A在橫向上與第一橫長突起57A交替設置即可，也可以設置在當固定接合第一外殼片50和第二外殼片60時，在縱向V上與相鄰的第一橫長突起57A錯開的位置上。

以上，對本發明的電解水生成裝置1進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述的具體實施方式，可以變更為多種方式來實施。即，電解水生成裝置1至少具備：電解槽4，形成有用於供給所電解的水的電解室40；陽極供電體41和陰極供電體42，被彼此相對配置在電解室40內；和隔膜43，被配置在陽極供電體41與陰極供電體42之間，並且將電解室40劃分為陽極室40A和陰極室40B，隔膜43被陽極供電體41和陰極供電體42夾持，電解槽4透過固定接合陽極供電體41側的第一外殼片50和陰極供電體42側的第二外殼片60而形成電解室40，在第一外殼片50的內表面上配設有與陽極供電體41抵接的第一凸部53，在第二外殼片60的內表面上配設有與陰極供電體42抵接的第二凸部63，第一凸部 53包括與陽極供電體41的邊緣部41e抵接的第一突起56，第二凸部63包括與陰極供電體42的邊緣部42e抵接的第二突起66。

例如，設置在電解部52、62的主要部上的第一凸部53、第二凸部63並不限於沿第一外殼片50的縱向V離散分佈的形式的凸部，還可以是各種形式的凸部。

第9圖示出作為第一外殼片50的另一變形例的第一外殼片50B和作為第二外殼片60的另一變形例的第二外殼片60B。第一外殼片50B應用與在上述專利文獻1的第6圖等中用符號32表示的凸狀部相同的第一凸部53B，來代替設置在電解部52的主要部52A(參照第3圖)上的第一凸部53，這一點與第一外殼片50不同。關於該第一外殼片50B中的、以下未作說明的部分，可採用上述第一外殼片50的結構。

第一凸部53包括第一凸部53B和第一突起56。第一凸部53B從第一分水路58D的上端至第一集水路58C的下端，沿縱向V連續延伸。此時，在相鄰的第一凸部53B之間設置有第一槽部54B。

另一方面，第二外殼片60B應用與第一凸部53B相同的第二凸部63B，來代替設置在電解部62的主要部62A(參照第3圖)上的第二凸部63，這一點與第二外殼片60不同。關於該第二外殼片60B中的、以下未作說明的部分，可採用上述第二外殼片60的結構。

第二凸部63包括第二凸部63B和第二突起66。第二凸部63B從第二分水路68D的上端至第二集水路68C的下端，沿縱向V連續延伸。此時，在相鄰的第二凸部63B之間設置有第二槽部64B。

第一凸部53B和第二凸部63B被設置為交替位於橫向V上。因此，當固定接合第一外殼片50B和第二外殼片60B時，第一凸部53B和第二槽部64B隔著層壓體45相對，並且第二凸部63B和第一槽部54B隔著層壓體45相對。例如，對於氫氣能夠充分溶解於流過第一槽部54B和第二槽部64B的水中的電解槽4而言，可較佳應用第一外殼片50B和第二外殼片60B。

對於第一外殼片50B和第二外殼片60B而言，還可以將第一凸部53和第二凸部63的一部分置換為第一凸部53B和第二凸部63B。例如，也可以在第一外殼片50B中混合設置有離散配置在電解部52的主要部上的第一凸部53和沿縱向V連續延伸的第一槽部54B。同樣，也可以在第二外殼片60B中混合設置有離散配置在電解部62的主要部上的第二凸部63和沿縱向V連續延伸的第二槽部64B。此外，第一外殼片50B和第二外殼片60B的特徵也可與第7圖、第8圖所示的第一外殼片50A和第二外殼片60A適當組合來應用。

第10圖示出作為第一外殼片50的又一變形例的第一外殼片50C和作為第二外殼片60的又一變形例的第二外殼片60C。對於第一外殼片50C而言，在電解部52的主要部52A(參照第3圖)不存在第一凸部53，這一點與第一外殼片50不同。同樣，對於第二外殼片60C而言，在電解部62的主要部62A(參照第3圖)不存在第二凸部63，這一點與第二外殼片60不同。關於該第一外殼片50C和第二外殼片60C中的、以下未作說明的部分，可採用上述第一外殼片50和第二外殼片60的結構。

第一凸部53包括第一突起56，第二凸部63包括第二突起66。例如，對於在隔膜43與陽極供電體41和陰極供電體42之間不要求較大的接觸壓力的電解槽4而言，可較佳應用第一外殼片50C和第二外殼片60C。此外，第一外殼 片50C和第二外殼片60C的特徵也可與第7圖、第8圖所示的第一外殼片50A和第二外殼片60A適當組合來應用。

另外，還可以在第一外殼片50、50A、50B或50C中構造有透過一對凸狀部與橫邊緣部41h抵接的第一突起56，該一對凸狀部沿陽極供電體41的橫邊緣部41h，從第一分水路58D的外緣至第一集水路58C的外緣連續。這種第一突起56能夠代替多個離散化的第一縱長突起57來應用。同樣，還可以在第二外殼片60、60A、60B或60C中構造有透過一對凸狀部與橫邊緣部42h抵接的第二突起66，該一對凸狀部沿陰極供電體42的橫邊緣部42h，從第二分水路68D的外緣至第二集水路68C的外緣連續。這種第二突起66能代替多個離散化的第二縱長突起67來應用。

根據由上述凸狀部構造的第一突起56和第二突起66，能夠減少橫邊緣部41h和橫邊緣部42h附近的與隔膜43的接觸電阻，因此流過橫邊緣部41h和橫邊緣部42h的附近的電解電流增大，從而能夠進一步促進電解。此外，較佳地，由這種凸狀部構造的第一突起56和第二突起66的高度被設定為不會因隔膜43與陽極供電體41和陰極供電體42之間的接觸壓力而使隔膜43受到損傷的程度。

進一步，還可以在第一外殼片50A中構造有透過一對凸狀部與縱邊緣部41v抵接的第一突起56，該一對凸狀部沿陽極供電體41的縱邊緣部41v，從第一分水路58D的外緣至第一集水路58C的外緣連續。這種第一突起56能夠代替多個離散化的第一橫長突起57A來應用。同樣，也可以在第二外殼片60A中構造有透過一對凸狀部與縱邊緣部42v抵接的第二突起66，該一對凸狀部沿陰極供電體42的縱邊緣部42v連續。這種第二突起66能夠代替多個離散化的第一橫長突起67A來應用。

根據上述第一突起56和第二突起66，在縱邊緣部41v和縱邊緣部42v的附近能夠堅固地支撐隔膜43，因此即使在陽極室40A與陰極室40B之間產生較大的壓力差的情況下，也能夠抑制層壓體45的變形，並且抑制隔膜43的損傷。此外，較佳地，由這種凸狀部構造的第一突起56和第二突起66的高度被設定為不會因隔膜43與陽極供電體41和陰極供電體42之間的接觸壓力而使隔膜43受到損傷的程度。

Claims (6)

1. 一種電解水生成裝置，其包含：電解槽，形成有用於供給所電解的水的電解室；陽極供電體和陰極供電體，彼此相對配置在該電解室內；以及隔膜，配設在該陽極供電體與該陰極供電體之間，並且將該電解室劃分為該陽極供電體側的陽極室和該陰極供電體側的陰極室；其中，該隔膜被該陽極供電體和該陰極供電體夾持，該電解槽透過固定接合該陽極供電體側的第一外殼片和該陰極供電體側的第二外殼片而形成該電解室，在該第一外殼片的朝向該電解室側的內表面上配設有與該陽極供電體抵接的第一凸部，在該第二外殼片的朝向該電解室側的內表面上配設有與該陰極供電體抵接的第二凸部，該第一凸部包括與該陽極供電體的邊緣部抵接的第一突起，該第二凸部包括與該陰極供電體的邊緣部抵接的第二突起，沿該陽極供電體的邊緣部設置有複數個該第一突起，沿該陰極供電體的邊緣部設置有複數個該第二突起，該第一突起和該第二突起包括有在順著該電解室內的水的流動的縱向上長的縱長突起，該縱長突起與該陽極供電體或該陰極供電體的垂直於縱向的橫向的橫邊緣部抵接。
2. 一種電解水生成裝置，其包含；電解槽，形成有用於供給所電解的水的電解室；陽極供電體和陰極供電體，彼此相對配置在該電解室內；以及 隔膜，配設在該陽極供電體與該陰極供電體之間，並且將該電解室劃分為該陽極供電體側的陽極室和該陰極供電體側的陰極室；其中，該隔膜被該陽極供電體和該陰極供電體夾持，該電解槽透過固定接合該陽極供電體側的第一外殼片和該陰極供電體側的第二外殼片而形成該電解室，在該第一外殼片的朝向該電解室側的內表面上配設有與該陽極供電體抵接的第一凸部，在該第二外殼片的朝向該電解室側的內表面上配設有與該陰極供電體抵接的第二凸部，該第一凸部包括與該陽極供電體的邊緣部抵接的第一突起，該第二凸部包括與該陰極供電體的邊緣部抵接的第二突起，沿該陽極供電體的邊緣部設置有複數個該第一突起，沿該陰極供電體的邊緣部設置有複數個該第二突起，該第一突起和該第二突起包括有在與順著該電解室內的水的流動的縱向垂直的橫向上長的橫長突起，該橫長突起與該陽極供電體或該陰極供電體的縱向的縱邊緣部抵接。
3. 一種電解水生成裝置，其包含；電解槽，形成有用於供給所電解的水的電解室；陽極供電體和陰極供電體，彼此相對配置在該電解室內；以及隔膜，配設在該陽極供電體與該陰極供電體之間，並且將該電解室劃分為該陽極供電體側的陽極室和該陰極供電體側的陰極室；其中，該隔膜被該陽極供電體和該陰極供電體夾持，該電解槽透過固定接合該陽極供電體側的第一外殼片和該陰極供電體 側的第二外殼片而形成該電解室，在該第一外殼片的朝向該電解室側的內表面上配設有與該陽極供電體抵接的第一凸部，在該第二外殼片的朝向該電解室側的內表面上配設有與該陰極供電體抵接的第二凸部，該第一凸部包括與該陽極供電體的邊緣部抵接的第一突起，該第二凸部包括與該陰極供電體的邊緣部抵接的第二突起，對於該第一外殼片的朝向該電解室側的內表面而言，在隔著該隔膜、該陽極供電體和該陰極供電體與該第二凸部相對的位置上，配設有高度小於該第一凸部的第一小突起，對於該第二外殼片的朝向該電解室側的內表面而言，在隔著該隔膜、該陽極供電體和該陰極供電體與該第一凸部相對的位置上，配設有高度小於該第二凸部的複數個第二小突起。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之電解水生成裝置，其中該第二突起被配設在相鄰的該第一突起之間。
5. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所述之電解水生成裝置，其中該第一凸部的頂部包括有在該第一外殼片側具有中心的曲面，該第二凸部的頂部包括有在該第二外殼片側具有中心的曲面。
6. 如申請專利範圍第3項所述之電解水生成裝置，其中該第一小突起與該陽極供電體不抵接，該第二小突起與該陰極供電體不抵接。