WO2021039247A1 - 電解ユニット - Google Patents

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WO2021039247A1
WO2021039247A1 PCT/JP2020/028882 JP2020028882W WO2021039247A1 WO 2021039247 A1 WO2021039247 A1 WO 2021039247A1 JP 2020028882 W JP2020028882 W JP 2020028882W WO 2021039247 A1 WO2021039247 A1 WO 2021039247A1
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pipe
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electrolytic cell
case
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PCT/JP2020/028882
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Inventor
孝士 橘
Original Assignee
株式会社日本トリム
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Publication date
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/4618—Devices therefor; Their operating or servicing for producing "ionised" acidic or basic water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
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    • C02F2103/026—Treating water for medical or cosmetic purposes
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/46115—Electrolytic cell with membranes or diaphragms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic unit provided with a plurality of electrolytic cell cells for electrolyzing water.
  • each electrolytic cell is provided independently, and a supply pipe and a discharge pipe are mounted between each electrolytic cell.
  • the electrolytic unit becomes bloated, and it becomes difficult to reduce the size of the electrolyzed water generator.
  • the present invention has been devised in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide an electrolytic unit capable of easily miniaturizing an electrolyzed water generator.
  • the present invention is an electrolytic cell including a plurality of electrolytic cell cells for electrolyzing water, and each of the electrolytic cell cells has a case for partitioning an electrolytic cell inside and an anode of the electrolytic cell.
  • the plurality of electrolytic cell cells include a diaphragm for dividing the anode chamber on the side and the cathode chamber on the cathode side, and the plurality of electrolytic cell cells are laminated bodies in which the directions of the diaphragms are aligned with each other and are stacked in the normal direction of the diaphragms. is there.
  • the cases of the plurality of electrolytic cell cells are in contact with each other.
  • each electrolytic cell cell is integrally fixed by a bolt penetrating each electrolytic cell cell in the normal direction.
  • the case includes a first case piece for partitioning the anode chamber and a second case piece for partitioning the cathode chamber, and is adjacent to each other in the normal direction. It is desirable that the first case piece of one of the electrolytic cell cells and the second case piece of the other electrolytic cell are fixed to each other.
  • each first case piece has a first supply port for supplying water for electrolysis to the anode chamber, and for taking out the electrolyzed water from the anode chamber.
  • the first discharge port is formed, each first supply port is arranged in a straight line in the normal direction, and each first discharge port is arranged in a straight line in the normal direction. desirable.
  • each of the first supply ports is communicated with each other by a first supply pipe extending in the normal direction, and the first supply pipe is provided for each of the first case pieces. It is desirable that a plurality of first pipe pieces communicating with each first supply port are connected in the normal direction.
  • the first discharge ports are communicated with each other by the first discharge pipe extending in the normal direction, and the first discharge pipe is provided for each of the first case pieces. It is desirable that a plurality of second pipe pieces communicating with each first discharge port are connected in the normal direction.
  • each second case piece has a second supply port for supplying water for electrolysis to the cathode chamber and a second supply port for taking out the electrolyzed water from the cathode chamber.
  • the second discharge port is formed, each second supply port is arranged in a straight line in the normal direction, and each second discharge port is arranged in a straight line in the normal direction.
  • the second supply ports are communicated with each other by a second supply pipe extending in the normal direction, and the second supply pipe is provided for each of the second case pieces. It is desirable that a plurality of third pipe pieces communicating with each second supply port are connected in the normal direction.
  • the second discharge ports are communicated with each other by the second discharge pipe extending in the normal direction, and the second discharge pipe is provided for each of the second case pieces. It is desirable that a plurality of fourth pipe pieces communicating with each second discharge port are connected in the normal direction.
  • a reinforcing member is attached to the outer end surface of the first case piece on one end side in the normal direction and the outer end surface of the second case piece on the other end side in the normal direction. It is desirable to be done.
  • the electrolytic unit according to the present invention may further include a first fixing member extending in the normal direction and pressing each first tube piece and each second tube piece against each of the first case pieces to fix them. desirable.
  • the electrolytic unit according to the present invention may further include a second fixing member extending in the normal direction and pressing each third tube piece and each fourth tube piece against each of the second case pieces to fix them. desirable.
  • the plurality of electrolytic cell cells are the laminated bodies in which the directions of the diaphragms are aligned with each other and the diaphragms are stacked in the normal direction of the diaphragms.
  • the distance between the electrolytic cell cells is narrowed, and the length of the electrolytic cell in the normal direction is suppressed. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the electrolyzed water generator.
  • the electrolytic cell 1 includes a plurality of electrolytic cell cells 2 for electrolyzing water.
  • Such an electrolysis unit 1 can generate a large amount of electrolyzed water in a short time, and is suitable for use in electrolyzed water dialysis treatment for a large number of people, in the agricultural field, and the like.
  • one electrolyzed water generator may be composed of a plurality of electrolyzed units 1 and the like.
  • the electrolytic unit 1 is composed of six electrolytic cell cells 2 and the like.
  • the number of electrolytic cell 2 is not particularly limited as long as it is two or more. Therefore, the number of electrolytic cell cells 2 is adjusted according to the amount of electrolyzed water required per unit time.
  • Each electrolytic cell 2 includes a case 23 for partitioning the electrolytic cell 20 inside, and a diaphragm 24 for dividing the electrolytic cell 20 into an anode chamber 21 on the anode side and a cathode chamber 22 on the cathode side.
  • the plurality of electrolytic cell cells 2 are arranged so that the directions of the diaphragms 24 are aligned with each other, that is, the normal directions D of the diaphragms 24 are aligned with each other.
  • the electrolytic cell 2 is stacked in the normal direction D of the diaphragm 24. Therefore, the laminated body 5 is composed of the plurality of electrolytic cell cells 2. As a result, the distance between each electrolytic cell 2 is narrowed, the length of the electrolytic cell 1 in the normal direction D is suppressed, and the size of the electrolyzed water generator can be easily reduced.
  • the cases 23 of the plurality of electrolytic cell cells 2 adjacent to each other in the normal direction D of the diaphragm 24 are in contact with each other.
  • the electrolytic cell cells 2 are in close contact with each other without any gaps, so that the distance between the electrolytic cell cells 2 can be further reduced.
  • the thickness of the case 23 can be set thin, and the electrolytic unit 1 can be easily miniaturized.
  • the electrolytic cell 2 may be stacked via bushes, spacers, or the like.
  • each electrolytic cell 2 is integrally fixed by a bolt 51.
  • the bolt 51 penetrates each electrolytic cell 2 in the normal direction D. This facilitates the assembly and disassembly of the electrolytic cell 1, and facilitates the maintenance of the electrolytic cell 2. For example, the defective electrolytic cell 2 can be easily removed and replaced with a new electrolytic cell 2.
  • the case 23 includes a first case piece 3 for partitioning the anode chamber 21 and a second case piece 4 for partitioning the cathode chamber 22.
  • the first case piece 3 and the second case piece 4 are formed of, for example, a resin such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene) or PPS (polyphenylene sulfide).
  • the first case piece 3 and the second case piece 4 are formed in a rectangular shape when viewed from the normal direction D.
  • the first case piece 3 and the second case piece 4 are provided with through holes 31 and 41 for inserting the bolt 51.
  • the through holes 31 are formed on the outer peripheral portion of the first case piece 3 at appropriate intervals.
  • the through holes 41 are formed on the outer peripheral portion of the second case piece 4 at appropriate intervals.
  • the first case piece 3 of one electrolytic cell cell 2 adjacent to the normal direction D and the second case piece 4 of the other electrolytic cell 2 are arranged and fixed back to back.
  • the back-to-back arrangement means that the back surface of the first case piece 3 (the end surface where the anode chamber 21 is not formed in the normal direction D) and the back surface of the second case piece 4 (the cathode chamber 22 is formed in the normal direction D). The end face) is facing each other.
  • the anode chambers 21 and the cathode chambers 22 are alternately arranged in the normal direction D.
  • a diaphragm 24, an anode feeding body 25, and a cathode feeding body 26 are arranged in the electrolytic chamber 20.
  • the diaphragm 24, the anode feeding body 25, and the cathode feeding body 26 are each formed in a rectangular shape.
  • the anode feeding body 25 is arranged in the anode chamber 21, and the cathode feeding body 26 is arranged in the cathode chamber 22.
  • the diaphragm 24 is arranged between the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26. That is, the anode feeding body 25 is arranged on one side of the diaphragm 24, and the cathode feeding body 26 is arranged on the other side.
  • a feeding terminal (not shown) for applying a DC voltage is connected to the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26. A part of the feeding terminals on the anode side and the cathode side is projected to the outside of the case 23 and connected to a power supply circuit or the like.
  • Water is supplied to both the anode chamber 21 and the cathode chamber 22 of the electrolytic chamber 20, and a DC voltage is applied to the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26, so that water is electrolyzed in the electrolytic chamber 20.
  • the diaphragm 24 is formed in a rectangular shape that is substantially similar to the first case piece 3 and the second case piece 4.
  • the diaphragm 24 allows ions generated by electrolysis to pass through, and the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26 are electrically connected via the diaphragm 24.
  • a solid polymer material made of a fluorine-based resin material having a sulfonic acid group is used for example.
  • electrolytic cell 2 having a diaphragm 24 using a solid polymer material
  • neutral electrolytic hydrogen water and electrolytic oxygen water are generated.
  • electrolytic hydrogen water in which hydrogen gas is dissolved can be obtained in the cathode chamber 22
  • electrolytic oxygen water in which oxygen gas is dissolved can be obtained in the anode chamber 21.
  • the electrolyzed hydrogen water generated in the cathode chamber 22 is attracting attention as being suitable for reducing oxidative stress in patients by removing active oxygen generated during hemodialysis treatment.
  • it is attracting attention as it can be expected to increase the yield per unit area and cultivate high-performance crops with high nutritional value.
  • the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26 are each configured so that water can flow in and out in the plate thickness direction.
  • a net-like metal such as expanded metal can be applied to the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26.
  • Such a net-like anode feeding body 25 and a cathode feeding body 26 can spread water on the surface of the diaphragm 24 while sandwiching the diaphragm 24, and promote electrolysis in the electrolytic chamber 20.
  • a platinum plating layer is formed on the surface of an expanded metal made of titanium is applied. The platinum plating layer prevents the oxidation of titanium.
  • a sealing member 27 for preventing water leakage from the mating surface of the first case piece 3 and the second case piece 4 is provided on the outside of the outer peripheral edge of the anode feeding body 25 and the cathode feeding body 26, a sealing member 27 for preventing water leakage from the mating surface of the first case piece 3 and the second case piece 4 is provided. ..
  • the sealing member 27 is arranged on both sides of the diaphragm 24. The outer peripheral portion of the diaphragm 24 is sandwiched by the sealing member 27.
  • Each first case piece 3 has a first supply port 32 for supplying water for electrolysis to the anode chamber 21, and a first discharge port 33 for taking out the electrolyzed water from the anode chamber 21. Is formed.
  • the first supply port 32 is formed on one side wall extending along the lateral direction of the first case piece 3, and communicates with the anode chamber 21.
  • the first discharge port 33 is formed on the other side wall extending along the lateral direction of the first case piece 3, and communicates with the anode chamber 21.
  • Each of the second case pieces 4 has a second supply port 42 for supplying water for electrolysis to the cathode chamber 22, and a second discharge port 43 for taking out the electrolyzed water from the cathode chamber 22. Is formed.
  • the second supply port 42 is formed on one side wall extending along the lateral direction of the second case piece 4, and communicates with the cathode chamber 22.
  • the second discharge port 43 is formed on the other side wall extending along the lateral direction of the second case piece 4, and communicates with the cathode chamber 22.
  • each first supply port 32 is arranged in a straight line in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • each of the first discharge ports 33 is arranged in a straight line in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • each first supply port 32 and each first discharge port 33 are arranged in an orderly manner.
  • each second supply port 42 is arranged in a straight line in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • each of the second outlets 43 is arranged in a straight line in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • each second supply port 42 and each second discharge port 43 are arranged in an orderly manner.
  • FIG. 5 shows the configuration of the first supply pipe 6 and the second supply pipe 8 arranged in the lower part of the electrolytic unit 1. In the figure, a form in which three electrolytic cell 2s are stacked is shown.
  • the first supply port 32 of each electrolytic cell 2 is communicated with each other by the first supply pipe 6 extending in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • the first supply pipe 6 is configured by connecting a plurality of first pipe pieces 61 in the normal direction D.
  • Each first tube piece 61 has a main body portion 62 extending in the normal direction D of the diaphragm 24 and a branch portion 63 extending parallel to the in-plane direction of the diaphragm 24.
  • the inside of the main body 62 and the inside of the branch 63 are formed in a tubular shape and communicate with each other.
  • the length of the main body 62 is set according to the thickness of the electrolytic cell 2.
  • Flange 64s projecting to the outside of the main body 62 are formed at both ends of the main body 62 in the normal direction D, and the flanges 64 of the adjacent first pipe pieces 61 are brought into contact with each other, whereby the first pipe piece 61 are connected to form the first supply pipe 6.
  • the first supply pipe 6 is attached to each first case piece 3 so that each branch portion 63 of each first pipe piece 61 communicates with each first supply port 32. As a result, each of the first supply ports 32 and the main body portion 62 of the first supply pipe 6 communicate with each other via the branch portion 63.
  • a lid member 11 for closing one end of the first supply pipe 6 is attached to one end of the first supply pipe 6.
  • a flange 12 is formed on the edge of the lid member 11 on the side of the first pipe piece 61.
  • the lid member 11 comes into contact with the flange 64 of the first pipe piece 61 on one end side of the first supply pipe 6, the lid member 11 is attached to the first supply pipe 6 and is attached to the first supply pipe 6 by the clip 13. It is fixed to one tube piece 61.
  • the clip 13 integrally holds the flange 12 and the flange 64.
  • a joint member 14 for connecting the first supply pipe 6 to a pipe extending from the water supply source is attached to the other end of the first supply pipe 6.
  • a flange 15 is formed at the end edge of the joint member 14 on the first pipe piece 61 side.
  • the joint member 14 is attached to the first supply pipe 6 by the clip 13. It is fixed to the first pipe piece 61.
  • the clip 13 integrally holds the flange 15 and the flange 64.
  • a sealing member 16 such as an O-ring is mounted between the first pipe pieces 61 and between the first pipe piece 61 and the lid member 11 and the joint member 14.
  • FIG. 6 shows the configuration of the first discharge pipe 7 and the second discharge pipe 9 arranged in the upper part of the electrolytic unit 1. In the figure, a form in which three electrolytic cell 2s are stacked is shown.
  • the first discharge port 33 of each electrolytic cell 2 is communicated with each other by the first discharge pipe 7 extending in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • the first discharge pipe 7 is configured by connecting a plurality of second pipe pieces 71 in the normal direction D.
  • the configuration of the second pipe piece 71 is the same as that of the first pipe piece 61. That is, the second pipe piece 71 has a main body portion 72 and a branch portion 73. Flange 74s are formed at both ends of the main body 72 in the normal direction D, and the flanges 74 of the adjacent second pipe pieces 71 are brought into contact with each other, so that the second pipe piece 71 is connected and the first discharge.
  • the tube 7 is configured.
  • the first discharge pipe 7 is attached to each first case piece 3 so that the inside of each branch portion 73 communicates with each first discharge port 33.
  • a lid member 11 is attached to one end of the first discharge pipe 7, and is fixed to the second pipe piece 71 by a clip 13.
  • a joint member 14 for connecting the first discharge pipe 7 to the pipe leading to the supply destination of the electrolyzed water is attached to the other end of the first discharge pipe 7, and is fixed to the second pipe piece 71 by the clip 13.
  • the second supply port 42 of each electrolytic cell 2 is communicated with each other by the second supply pipe 8 extending in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • the second supply pipe 8 is configured by connecting a plurality of third pipe pieces 81 in the normal direction D.
  • the configuration of the third pipe piece 81 is the same as that of the first pipe piece 61. That is, the third pipe piece 81 has a main body portion 82 and a branch portion 83. Flange 84 is formed at both ends of the main body 82 in the normal direction D, and the flanges 84 of the adjacent third pipe pieces 81 are brought into contact with each other to connect the third pipe piece 81 and supply the second pipe. It constitutes a tube 8.
  • the second supply pipe 8 is attached to each second case piece 4 so that the inside of each branch portion 83 communicates with each second supply port 42.
  • a lid member 11 is attached to one end of the second supply pipe 8 and is fixed to the third pipe piece 81 by the clip 13.
  • a joint member 14 for connecting the second supply pipe 8 to the pipe extending from the water supply source is attached to the other end of the second supply pipe 8, and is fixed to the third pipe piece 81 by the clip 13.
  • the second discharge port 43 of each electrolytic cell 2 is communicated with each other by the second discharge pipe 9 extending in the normal direction D of the diaphragm 24.
  • the second discharge pipe 9 is configured by connecting a plurality of fourth pipe pieces 91 in the normal direction D.
  • the configuration of the 4th pipe piece 91 is the same as that of the 2nd pipe piece 71. That is, the fourth pipe piece 91 has a main body portion 92 and a branch portion 93. Flange 94s are formed at both ends of the main body 92 in the normal direction D, and the flanges 94 of the adjacent fourth pipe pieces 91 are brought into contact with each other, so that the fourth pipe piece 91 is connected and the second discharge.
  • the tube 9 is configured.
  • the second discharge pipe 9 is attached to each second case piece 4 so that the inside of each branch portion 93 communicates with each second discharge port 43.
  • the first supply pipe 6 and each anode chamber 21 in one electrolytic unit 1 are connected in parallel, and each cathode chamber 22 in one electrolytic unit 1 is connected in parallel by the first discharge pipe 7. This makes it possible to generate a large amount of electrolyzed water in a short time.
  • Each first pipe piece 61 and each second pipe piece 71 are provided for each first case piece 3.
  • Each third pipe piece 81 and each fourth pipe piece 91 are provided for each second case piece 4.
  • the supply pipe 6 is configured.
  • the first pipe piece 61, the second pipe piece 71, the third pipe piece 81, and the fourth pipe piece 91 are formed into the same shape by, for example, a synthetic resin material.
  • the first supply pipe 6, the first discharge pipe 7, the second supply pipe 8 and the second discharge pipe 9 can be manufactured at low cost.
  • the first reinforcing member 52 is mounted on the (outer end surface).
  • the first reinforcing member 52 of the present embodiment is formed into a plate shape by, for example, sheet metal processing of a metal such as stainless steel.
  • the first reinforcing member 52 is arranged parallel to the diaphragm 24 and is fixed to the first case piece 3 and the second case piece 4 by a bolt 51.
  • the first reinforcing member 52 strengthens the first case piece 3 on one end side and the second case piece 4 on the other end side, and suppresses the expansion of the first case piece 3 and the second case piece 4 due to water pressure. ..
  • the second reinforcing member 53 extending in the lateral direction of the first case piece 3 and the second case piece 4 is arranged on the outside of the first reinforcing member 52.
  • the second reinforcing member 53 is made of, for example, a metal thicker than the first reinforcing member 52.
  • the second reinforcing member 53 may be formed with a female screw corresponding to the bolt 51. The second reinforcing member 53 further suppresses the expansion of the first case piece 3 and the second case piece 4 due to water pressure.
  • the first reinforcing member 52 and the second reinforcing member 53 is omitted. The reason is that the water pressure applied to the outer end surface of the first case piece 3 and the water pressure applied to the outer end surface of the second case piece 4 cancel each other out.
  • the first supply pipe 6 and the first discharge pipe 7 are fixed to the first case piece 3 by the first fixing member 55.
  • the first fixing member 55 presses each first pipe piece 61 and each second pipe piece 71 against each first case piece 3 to fix them.
  • a metal angle member extending in the normal direction D and having an L-shaped cross section is applied as the first fixing member 55. With such a first fixing member 55, a plurality of first pipe pieces 61 and second pipe pieces 71 are firmly fixed to the first case piece 3 with a simple structure, and the water pressure of the anode chamber 21 and the like is resisted. It becomes possible to press it against the first case piece 3.
  • the first fixing member 55 of the present embodiment is fixed to the first reinforcing member 52 at both ends in the normal direction D. That is, the first fixing member 55 is fixed to the first reinforcing member 52 by fastening bolts 57 (see FIG. 1) and the like. This makes it possible to firmly fix the first supply pipe 6 and the first discharge pipe 7 to the first case piece 3 with a simple structure.
  • the second supply pipe 8 and the second discharge pipe 9 are fixed to the second case piece 4 by the second fixing member 56. Since the details of the second fixing member 56 are the same as those of the first fixing member 55, the description thereof will be omitted.
  • a flange 65 projecting to the outside of the branch portion 63 is formed at the tip of the branch portion 63 of the first pipe piece 61.
  • the flange 75 is at the tip of the branch 73 of the second pipe piece 71
  • the flange 85 is at the tip of the branch 83 of the third pipe 81
  • the flange 93 is at the tip of the branch 93 of the fourth pipe 91.
  • Flange 95s are formed respectively.
  • FIG. 7 is a perspective view of the electrolytic unit 1 in which a part of the first case piece 3, the second case piece 4, the second tube piece 71, and the fourth tube piece 91 is broken.
  • the mounting structure of the second pipe piece 71 and the fourth pipe piece 91 will be mainly described with reference to FIG. 7, but the mounting structure of the first pipe piece 61 and the third pipe piece 81 will also be described as the second pipe. It is the same as the piece 71 and the like.
  • the first case piece 3 of the present embodiment is formed with a protruding portion 35 protruding from the side wall facing the first discharge pipe 7 (the side wall extending in the lateral direction) toward the first discharge pipe 7.
  • the first discharge port 33 is provided at the tip of the protrusion 35, and the first case piece 3 is formed with a discharge pipe 36 that penetrates the protrusion 35 from the anode chamber 21 and reaches the first discharge port 33. ..
  • the second pipe piece 71 is mounted so that the tip of the branch portion 73 abuts on the protruding portion 35 of the first case piece 3, and the flange 75 is pushed by the first fixing member 55 onto the protruding portion 35 of the first case piece 3. It is hit and fixed.
  • a sealing member 28 for preventing water leakage is provided between the protruding portion 35 and the second pipe piece 71.
  • protrusions 37 protruding from the side wall of the first case piece 3 are formed on both sides of the protruding portion 35.
  • the protrusions 37 on each side are arranged along the normal direction D so as to face the first fixing member 55 when the electrolytic cell 2 is stacked.
  • the protrusion 37 comes into contact with the lower surface of the first fixing member 55.
  • the second pipe piece 71 receives a force in the direction away from the first case piece 3 (upward in FIG. 7) due to the water pressure from the anode chamber 21 and the discharge pipe 36 and the like. , A moment is generated in the first fixing member 55.
  • the protrusion 37 since the protrusion 37 is in contact with the first fixing member 55, the deformation of the first fixing member 55 is suppressed, and water leakage between the protruding portion 35 and the second pipe piece 71 is effective. Is suppressed.
  • the second case piece 4 of the present embodiment is formed with a protrusion 45, a discharge pipe 46, and a protrusion 47.
  • the fourth pipe piece 91 is mounted so that the tip of the branch portion 93 abuts on the protruding portion 45 of the second case piece 4, and the flange 75 is pressed against the second case piece 4 by the first fixing member 55 to be fixed. Has been done.
  • the protrusion 47 comes into contact with the second fixing member 56. Therefore, the deformation of the second fixing member 56 due to the water pressure of the electrolytic chamber 20 and the like can be suppressed, and the water leakage between the protruding portion 45 and the fourth pipe piece 91 can be effectively suppressed.
  • the projecting portion 35 is formed so as to project toward the first supply pipe 6 from the side wall of the first case piece 3 facing the first supply pipe 6.
  • the first supply port 32 is provided at the tip of the protrusion 35.
  • protrusions 37 protruding from the side wall of the first case piece 3 are formed.
  • the projecting portion 45 is formed so as to project toward the second supply pipe 8 from the side wall of the second case piece 4 facing the second supply pipe 8.
  • the second supply port 42 is provided at the tip of the protrusion 45.
  • Projections 47 projecting from the side wall of the second case piece 4 are formed on both sides of the projecting portion 45.
  • the protrusion 37 of the first case piece 3 is also arranged at a position adjacent to the protrusion 47 of the second case piece 4 in the normal direction D.
  • the deformation of the first fixing member 55 is further suppressed, and water leakage between the protruding portion 35 and the first pipe piece 61 and the second pipe piece 71 is further suppressed.
  • the protrusion 47 of the second case piece 4 is also arranged at a position adjacent to the protrusion 37 of the first case piece 3 in the normal direction D.
  • the deformation of the second fixing member 56 is further suppressed, and water leakage between the protruding portion 45 and the third pipe piece 81 and the fourth pipe piece 91 is further suppressed.
  • Protrusions 38 and 48 may be provided on the side walls of each of the first case pieces 3 and each of the second case pieces 4.
  • the protrusion 38 is formed on, for example, a side wall (a side wall extending in the longitudinal direction) in which the first supply port 32 and the first discharge port 33 are not provided in the first case piece 3, and the protrusion 48 is the second case piece 4.
  • the protrusions 38 and 48 provided at such positions do not interfere with the stacking of the electrolytic cell 2.
  • the protrusions 38 and 48 are arranged at positions adjacent to each other and facing each other when the first case piece 3 and the second case piece 4 are arranged to face each other.
  • the protrusions 38 and 48 are used when temporarily assembling the electrolytic cell 2. For example, by gripping the opposing protrusions 38 and 48 with a clip (not shown) or the like, the misalignment of the second case piece 4 with respect to the first case piece 3 is suppressed. After the temporarily assembled electrolytic cell 2 is stacked and fixed by the bolt 51, the clips attached to the protrusions 38 and 48 may be removed.
  • the electrolytic cell 1 of the present invention includes at least a plurality of electrolytic cell 2 for electrolyzing water, and each of the electrolytic cell 2 has a case 23 for partitioning the electrolytic cell 20 inside.
  • the electrolytic cell 20 includes a diaphragm 24 for dividing the electrolytic cell 20 into an anode chamber 21 on the anode side and a cathode chamber 22 on the cathode side, and the plurality of electrolytic cell cells 2 have the directions of the diaphragm 24 aligned with each other and the normal line of the diaphragm 24. It suffices to constitute the laminated body 5 stacked in the direction D.
  • the diaphragm 24 is not limited to the form composed of the above-mentioned solid polymer electrolyte membrane, and can be changed according to the application of the electrolyzed water generator. More specifically, when an electrolyzed water generator is used for spraying or irrigating electrolyzed water in the agricultural field, a polytetrafluoroethylene (PTFE) hydrophilic film may be applied to the diaphragm 24.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • first supply pipe 6, the first discharge pipe 7, the second supply pipe 8 and the second discharge pipe 9 are not limited to the above-described configuration, and can be changed as appropriate.
  • Electrolysis unit 2 Electrolytic cell 3 First case piece 4 Second case piece 5 Laminated body 6 First supply pipe 7 First discharge pipe 8 Second supply pipe 9 Second discharge pipe 20 Electrolysis chamber 21 Anode chamber 22 Cathode chamber 23 Case 24 Diaphragm 32 1st supply port 33 1st discharge port 42 2nd supply port 43 2nd discharge port 51 Bolt 52 1st reinforcing member 55 1st fixing member 56 2nd fixing member 61 1st pipe piece 71 2nd pipe piece 81 3rd pipe piece 91 4th pipe piece D Normal direction

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Abstract

電解ユニット１は、少なくとも、水を電気分解するための複数の電解槽セル２を備える。電解槽セル２の各々は、内部に電解室２０を区画するためのケース２３と、電解室２０を陽極側の陽極室２１と陰極側の陰極室２２とに区分するための隔膜２４とを含む。複数の電解槽セル２は、隔膜２４の向きを互いに揃えかつ隔膜２４の法線方向Ｄに重ねられた積層体５である。

Description

電解ユニット
　本発明は、水を電気分解するための複数の電解槽セルを備えた電解ユニットに関する。
　従来、複数の電解槽セルを備えた電解ユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１８－１１４４４５号公報
　上記特許文献１に開示されている電解ユニットでは、各電解槽セルは独立して設けられ、各電解槽セル間には、供給管、排出管が装着されている。
　しかしながら、上記電解槽セルのレイアウトでは、電解ユニットが肥大化し、電解水生成装置の小型化を図ることが困難となる。
　本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、電解水生成装置の小型化を容易に図ることができる電解ユニットを提供することを主たる目的としている。
　本発明は、水を電気分解するための複数の電解槽セルを備えた電解ユニットであって、前記電解槽セルの各々は、内部に電解室を区画するためのケースと、前記電解室を陽極側の陽極室と陰極側の陰極室とに区分するための隔膜とを含み、前記複数の電解槽セルは、前記隔膜の向きを互いに揃えかつ前記隔膜の法線方向に重ねられた積層体である。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記複数の電解槽セルの前記ケースが互いに当接している、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記各電解槽セルは、前記各電解槽セルを前記法線方向に貫くボルトによって一体的に固着されている、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記ケースは、前記陽極室を区画するための第１ケース片と、前記陰極室を区画するための第２ケース片とを含み、前記法線方向に隣り合う一方の前記電解槽セルの前記第１ケース片と、他方の前記電解槽セルの前記第２ケース片とが固着されている、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、各第１ケース片には、前記陽極室に電気分解のための水を供給するための第１供給口と、前記陽極室から電気分解された水を取り出すための第１排出口とが形成され、各第１供給口は、前記法線方向に一直線上に配され、各第１排出口は、前記法線方向に一直線上に配されている、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記各第１供給口は、前記法線方向にのびる第１供給管によって互いに連通され、前記第１供給管は、前記各第１ケース片ごとに設けられ前記各第１供給口と連通される複数の第１管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記各第１排出口は、前記法線方向にのびる第１排出管によって互いに連通され、前記第１排出管は、前記各第１ケース片ごとに設けられ前記各第１排出口と連通される複数の第２管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、各第２ケース片には、前記陰極室に電気分解のための水を供給するための第２供給口と、前記陰極室から電気分解された水を取り出すための第２排出口とが形成され、各第２供給口は、前記法線方向に一直線上に配され、各第２排出口は、前記法線方向に一直線上に配されている、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記各第２供給口は、前記法線方向にのびる第２供給管によって互いに連通され、前記第２供給管は、前記各第２ケース片ごとに設けられ前記各第２供給口と連通される複数の第３管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記各第２排出口は、前記法線方向にのびる第２排出管によって互いに連通され、前記第２排出管は、前記各第２ケース片ごとに設けられ前記各第２排出口と連通される複数の第４管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記法線方向の一端側の前記第１ケース片の外端面及び前記法線方向の他端側の前記第２ケース片の外端面には、補強部材が装着される、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記法線方向にのび、各第１管片及び各第２管片を前記各第１ケース片に押し当てて固定する第１固定部材をさらに含む、ことが望ましい。
　本発明に係る前記電解ユニットにおいて、前記法線方向にのび、各第３管片及び各第４管片を前記各第２ケース片に押し当てて固定する第２固定部材をさらに含む、ことが望ましい。
　本発明の前記電解ユニットでは、前記複数の電解槽セルは、前記隔膜の向きを互いに揃えかつ前記隔膜の前記法線方向に重ねられた前記積層体である。これにより、各電解槽セルの間隔が詰められ、前記電解ユニットの前記法線方向の長さが抑制される。従って、電解水生成装置の小型化を容易に図ることが可能となる。
本発明の電解ユニットの概略構成を示す斜視図である。 上記電解ユニットの分解図である。 上記電解ユニットを構成する電解槽セルの分解図である。 上記電解槽セルの断面図である。 上記電解ユニットの第１供給管及び第２供給管の分解図である。 上記電解ユニットの第１排出管及び第２排出管の分解図である。 第１ケース片、第２ケース片及び第２管片、第４管片の一部が破断された電解ユニットの斜視図である。
　以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
　図１及び図２は、本実施形態の電解ユニット１の構成を示している。電解ユニット１は、水を電気分解するための複数の電解槽セル２を備える。このような電解ユニット１は、短時間で大量の電解水を生成でき、多人数の電解水透析治療や農業分野等での電解水の利用に適している。そして、複数の電解ユニット１等によって一つの電解水生成装置が構成されていてもよい。
　本実施形態では、６個の電解槽セル２等によって電解ユニット１が構成されている。電解槽セル２の数は、２個以上であれば、特に限定されない。従って、電解槽セル２の個数は、単位時間に必要とされる電解水の量に応じて調整される。
　図３及び図４は、電解槽セル２の構成を示している。各電解槽セル２は、内部に電解室２０を区画するためのケース２３と、電解室２０を陽極側の陽極室２１と陰極側の陰極室２２とに区分するための隔膜２４とを含む。
　図１、２に示されるように、複数の電解槽セル２は、各隔膜２４の向きを互いに揃えて、すなわち、各隔膜２４の法線方向Ｄが一致するように配されている。そして、電解槽セル２は、隔膜２４の法線方向Ｄに積み重ねられている。従って、複数の電解槽セル２によって積層体５が構成される。これにより、各電解槽セル２の間隔が詰められ、電解ユニット１の法線方向Ｄの長さが抑制され、電解水生成装置の小型化を容易に図ることが可能となる。
　本電解ユニット１では、隔膜２４の法線方向Ｄに隣り合う複数の電解槽セル２のケース２３は、互いに当接しているのが望ましい。これにより、各電解槽セル２が隙間なく密着するので、各電解槽セル２の間隔をより一層詰めることが可能となる。また、隣り合う電解槽セル２間での法線方向Ｄの水圧が打ち消し合うので、ケース２３の厚さを薄く設定することが可能となり、電解ユニット１の小型化を容易に図ることが可能となる。なお、各電解槽セル２は、ブッシュやスペーサー等を介して積み重ねられていてもよい。
　本電解ユニット１では、各電解槽セル２は、ボルト５１によって一体的に固着されている。ボルト５１は、各電解槽セル２を法線方向Ｄに貫いている。これにより、電解ユニット１の組立及び分解が容易となり、電解槽セル２のメンテナンスが容易となる。例えば、不具合が生じた電解槽セル２を容易に取り外して、新たな電解槽セル２に交換することが可能となる。
　図３、４に示されるように、ケース２３は、陽極室２１を区画するための第１ケース片３と、陰極室２２を区画するための第２ケース片４とを含んでいる。第１ケース片３及び第２ケース片４は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂によって形成されている。
　第１ケース片３及び第２ケース片４は、法線方向Ｄから視て、矩形状に形成されている。第１ケース片３及び第２ケース片４には、ボルト５１を挿通させるための貫通穴３１及び４１が設けられている。貫通穴３１は、第１ケース片３の外周部に適宜の間隔を隔てて形成されている。一方、貫通穴４１は、第２ケース片４の外周部に適宜の間隔を隔てて形成されている。
　本実施形態では、法線方向Ｄに隣り合う一方の電解槽セル２の第１ケース片３と、他方の電解槽セル２の第２ケース片４とが背中合わせに配置され固着されている。背中合わせに配置とは、第１ケース片３の背面（法線方向Ｄで陽極室２１が形成されていない端面）と第２ケース片４の背面（法線方向Ｄで陰極室２２が形成されていない端面）とが、向き合っている配置である。これにより、陽極室２１と陰極室２２とが、法線方向Ｄに交互に配される。
　電解室２０には、隔膜２４と陽極給電体２５と陰極給電体２６とが配される。隔膜２４、陽極給電体２５及び陰極給電体２６は、それぞれ矩形状に形成されている。陽極給電体２５は陽極室２１に配され、陰極給電体２６は陰極室２２に配される。
　隔膜２４は、陽極給電体２５と陰極給電体２６との間に配される。すなわち、隔膜２４の一方側に陽極給電体２５が他方側に陰極給電体２６がそれぞれ配される。陽極給電体２５及び陰極給電体２６には、直流電圧を印加するための給電端子（図示せず）が接続されている。陽極側及び陰極側の給電端子は、一部がケース２３の外部に突出され、電源回路等と接続されている。電解室２０の陽極室２１及び陰極室２２の両方に水が供給され、陽極給電体２５及び陰極給電体２６に直流電圧が印加されることにより、電解室２０内で水の電気分解が生ずる。
　隔膜２４は、第１ケース片３及び第２ケース片４とは概略相似する矩形状に形成されている。隔膜２４は、電気分解で生じたイオンを通過させ、隔膜２４を介して陽極給電体２５と陰極給電体２６とが電気的に接続される。隔膜２４には、例えば、スルホン酸基を有するフッ素系の樹脂材料からなる固体高分子材料が用いられている。
　固体高分子材料を用いた隔膜２４を有する電解槽セル２では、中性の電解水素水及び電解酸素水が生成される。電解室２０内で水が電気分解されることにより、陰極室２２では、水素ガスが溶け込んだ電解水素水が得られ、陽極室２１では酸素ガスが溶け込んだ電解酸素水が得られる。陰極室２２にて生成された電解水素水は、血液透析治療の際に発生する活性酸素を除去し、患者の酸化ストレスの軽減に適しているとして注目されている。また、農業分野においては、単位面積当たりの収量増加、栄養価の高い高機能作物の栽培が期待できるとして注目されている。
　陽極給電体２５及び陰極給電体２６は、それぞれ、その板厚方向で水が行き来可能に構成されている。陽極給電体２５及び陰極給電体２６には、例えば、エクスパンドメタル等の網状の金属が適用されうる。このような、網状の陽極給電体２５及び陰極給電体２６は、隔膜２４を挟持しながら、隔膜２４の表面に水を行き渡らせることができ、電解室２０内での電気分解を促進する。本実施形態では、陽極給電体２５及び陰極給電体２６として、例えば、チタニウム製のエクスパンドメタルの表面に白金のめっき層が形成されたものが適用されている。白金のめっき層は、チタニウムの酸化を防止する。
　陽極給電体２５及び陰極給電体２６の外周縁の外側には、第１ケース片３と第２ケース片４との合わせ面からの水漏れを防止するための封止部材２７が設けられている。封止部材２７は、隔膜２４の両側に配されている。隔膜２４の外周部は、封止部材２７によって挟持されている。
　各第１ケース片３には、陽極室２１に電気分解のための水を供給するための第１供給口３２と、陽極室２１から電気分解された水を取り出すための第１排出口３３とが形成されている。第１供給口３２は、第１ケース片３の短手方向に沿ってのびる一方の側壁に形成され、陽極室２１と連通している。第１排出口３３は、第１ケース片３の短手方向に沿ってのびる他方の側壁に形成され、陽極室２１と連通している。
　各第２ケース片４には、陰極室２２に電気分解のための水を供給するための第２供給口４２と、陰極室２２から電気分解された水を取り出すための第２排出口４３とが形成されている。第２供給口４２は、第２ケース片４の短手方向に沿ってのびる一方の側壁に形成され、陰極室２２と連通している。第２排出口４３は、第２ケース片４の短手方向に沿ってのびる他方の側壁に形成され、陰極室２２と連通している。
　図２及び３から理解できるように、各電解槽セル２が法線方向Ｄに沿って積み重ねられたとき、各第１供給口３２は、隔膜２４の法線方向Ｄに一直線上に配されている。同様に、各第１排出口３３は、隔膜２４の法線方向Ｄに一直線上に配されている。これにより、各第１供給口３２及び各第１排出口３３が整然と配置される。
　また、各電解槽セル２が法線方向Ｄに沿って積み重ねられたとき、各第２供給口４２は、隔膜２４の法線方向Ｄに一直線上に配されている。同様に、各第２排出口４３は、隔膜２４の法線方向Ｄに一直線上に配されている。これにより、各第２供給口４２及び各第２排出口４３が整然と配置される。
　図５は、電解ユニット１の下部に配される第１供給管６及び第２供給管８の構成を示している。同図では、３つの電解槽セル２が積み重ねられる形態が示されている。
　図２、５に示されるように、各電解槽セル２の第１供給口３２は、隔膜２４の法線方向Ｄにのびる第１供給管６によって互いに連通されている。第１供給管６は、複数の第１管片６１が、法線方向Ｄに連結されることにより構成されている。
　各第１管片６１は、隔膜２４の法線方向Ｄにのびる本体部６２と、隔膜２４の面内方向に平行にのびる枝部６３とを有している。本体部６２の内部及び枝部６３の内部は、管状に形成され、互いに連通している。本体部６２の長さは、電解槽セル２の厚さに応じて設定される。複数の第１管片６１が、法線方向Ｄに連結されることにより、各本体部６２の内部が法線方向Ｄに連通する。本体部６２の法線方向Ｄの両端には、本体部６２の外側に突出するフランジ６４が形成され、隣り合う第１管片６１のフランジ６４が互いに当接されることにより、第１管片６１が連結され、第１供給管６が構成される。
　第１供給管６は、各第１管片６１の各枝部６３が各第１供給口３２に連通するように、各第１ケース片３に装着される。これにより、枝部６３を介して各第１供給口３２と第１供給管６の本体部６２とが連通する。
　第１供給管６の一端には、第１供給管６の一端を閉鎖するための蓋部材１１が装着される。蓋部材１１の第１管片６１側の端縁には、フランジ１２が形成されている。蓋部材１１のフランジ１２が第１供給管６の一端側の第１管片６１のフランジ６４に当接されることにより、蓋部材１１が、第１供給管６に装着され、クリップ１３によって第１管片６１に固定される。クリップ１３は、フランジ１２及びフランジ６４を一体的に保持する。
　第１供給管６の他端には、第１供給管６を水の供給元からのびる管と接続するためのジョイント部材１４が装着される。ジョイント部材１４の第１管片６１側の端縁にはフランジ１５が形成されている。ジョイント部材１４のフランジ１５が第１供給管６の他端側の第１管片６１のフランジ６４に当接されることにより、ジョイント部材１４が、第１供給管６に装着され、クリップ１３によって第１管片６１に固定される。クリップ１３は、フランジ１５及びフランジ６４を一体的に保持する。なお、各第１管片６１間並びに第１管片６１と蓋部材１１及びジョイント部材１４との間には、例えば、Ｏリング等の封止部材１６が装着される。
　図６は、電解ユニット１の上部に配される第１排出管７及び第２排出管９の構成を示している。同図では、３つの電解槽セル２が積み重ねられる形態が示されている。
　図２、６に示されるように、各電解槽セル２の第１排出口３３は、隔膜２４の法線方向Ｄにのびる第１排出管７によって互いに連通されている。第１排出管７は、複数の第２管片７１が、法線方向Ｄに連結されることにより構成されている。
　第２管片７１の構成は、第１管片６１と同様である。すなわち、第２管片７１は、本体部７２と、枝部７３とを有している。本体部７２の法線方向Ｄの両端には、フランジ７４が形成され、隣り合う第２管片７１のフランジ７４が互いに当接されることにより、第２管片７１が連結され、第１排出管７が構成される。第１排出管７は、各枝部７３の内部が各第１排出口３３に連通するように、各第１ケース片３に装着される。
　第１排出管７の一端には蓋部材１１が装着され、クリップ１３によって第２管片７１に固定される。第１排出管７の他端には、第１排出管７を電解水の供給先に至る管と接続するためのジョイント部材１４が装着され、クリップ１３によって第２管片７１に固定される。
　図２、５に示されるように、各電解槽セル２の第２供給口４２は、隔膜２４の法線方向Ｄにのびる第２供給管８によって互いに連通されている。第２供給管８は、複数の第３管片８１が、法線方向Ｄに連結されることにより構成されている。
　第３管片８１の構成は、第１管片６１と同様である。すなわち、第３管片８１は、本体部８２と、枝部８３とを有している。本体部８２の法線方向Ｄの両端には、フランジ８４が形成され、隣り合う第３管片８１のフランジ８４が互いに当接されることにより、第３管片８１が連結され、第２供給管８を構成する。第２供給管８は、各枝部８３の内部が各第２供給口４２に連通するように、各第２ケース片４に装着される。
　第２供給管８の一端には蓋部材１１が装着され、クリップ１３によって第３管片８１に固定される。第２供給管８の他端には、第２供給管８を水の供給元からのびる管と接続するためのジョイント部材１４が装着され、クリップ１３によって第３管片８１に固定される。
　図２、６に示されるように、各電解槽セル２の第２排出口４３は、隔膜２４の法線方向Ｄにのびる第２排出管９によって互いに連通されている。第２排出管９は、複数の第４管片９１が、法線方向Ｄに連結されることにより構成されている。
　第４管片９１の構成は、第２管片７１と同様である。すなわち、第４管片９１は、本体部９２と、枝部９３とを有している。本体部９２の法線方向Ｄの両端には、フランジ９４が形成され、隣り合う第４管片９１のフランジ９４が互いに当接されることにより、第４管片９１が連結され、第２排出管９が構成される。第２排出管９は、各枝部９３の内部が各第２排出口４３に連通するように、各第２ケース片４に装着される。
　第１供給管６、一つの電解ユニット１における各陽極室２１が並列に接続され、第１排出管７によって、一つの電解ユニット１における各陰極室２２が並列に接続される。これにより、短時間で大量の電解水を生成することが可能となる。
　各第１管片６１及び各第２管片７１は、各第１ケース片３ごとに設けられている。各第３管片８１及び各第４管片９１は、各第２ケース片４ごとに設けられている。これにより、電解ユニット１を構成する電解槽セル２の数に応じて第１管片６１を増減することにより、第１供給管６の長さを自在に調整可能となり、容易かつ安価に第１供給管６が構成される。
　第１管片６１、第２管片７１、第３管片８１及び第４管片９１は、例えば、合成樹脂材料によって同一の形状に成形される。これにより、第１供給管６、第１排出管７、第２供給管８及び第２排出管９が、安価に製造可能となる。
　各電解槽セル２では水が電気分解されることによって、各陰極室２２では水素ガスが発生し、各陽極室２１では酸素ガスが発生し、各陰極室２２及び各陽極室２１の内圧が高まり、第１ケース片３の背面及び第２ケース片４の背面には大きな水圧が掛けられる。
　図２に示されるように、法線方向Ｄの一端側（図中左手前側）の第１ケース片３の背面（外端面）及び法線方向Ｄの他端側の第２ケース片４の背面（外端面）には、第１補強部材５２が装着される、のが望ましい。本実施形態の第１補強部材５２は、例えば、ステンレス鋼等の金属を板金加工することにより、板状に形成されている。第１補強部材５２は、隔膜２４と平行に配され、ボルト５１によって第１ケース片３及び第２ケース片４と固着されている。第１補強部材５２によって、上記一端側の第１ケース片３及び上記他端側の第２ケース片４が強化され、水圧による第１ケース片３及び第２ケース片４の膨張が抑制される。
　さらに本実施形態では、第１補強部材５２の外側に、第１ケース片３及び第２ケース片４の短手方向にのびる第２補強部材５３が配されている、のが望ましい。第２補強部材５３は、例えば、第１補強部材５２よりも厚い金属によって形成されている。第２補強部材５３には、ボルト５１に対応する雌ねじが形成されていてもよい。第２補強部材５３によって水圧による第１ケース片３及び第２ケース片４の膨張が、より一層抑制される。
　本実施形態において、法線方向Ｄに隣り合う電解槽セル２間で互いに背中合わせに配置される第１ケース片３と第２ケース片４との間では、第１補強部材５２及び第２補強部材５３は省かれている。その理由は、第１ケース片３の外端面に掛かる水圧と第２ケース片４の外端面に掛かる水圧とが打ち消し合うためである。
　本実施形態では、第１供給管６及び第１排出管７は、第１固定部材５５によって第１ケース片３に固定されるのが望ましい。第１固定部材５５は、各第１管片６１及び各第２管片７１を各第１ケース片３に押し当てて固定する。第１固定部材５５としては、例えば、法線方向Ｄにのび、断面がＬ字状の金属製のアングル材が適用される。このような第１固定部材５５によって、簡素な構成で複数の第１管片６１及び第２管片７１を第１ケース片３に強固に固定し、かつ、陽極室２１等の水圧に抗して第１ケース片３に押し付けることが可能となる。
　本実施形態の第１固定部材５５は、法線方向Ｄの両端部で、第１補強部材５２に固定されている。すなわち、第１固定部材５５は、ボルト５７（図１参照）等の締結により、第１補強部材５２に固定されている。これにより簡素な構成で、第１供給管６及び第１排出管７を第１ケース片３に強固に固定することが可能となる。
　また、第２供給管８及び第２排出管９は、第２固定部材５６によって第２ケース片４に固定されるのが望ましい。第２固定部材５６の詳細は上記第１固定部材５５と同等であるので、その説明は省略される。
　第１管片６１の枝部６３の先端には、枝部６３の外側に突出するフランジ６５が形成されている。同様に、第２管片７１の枝部７３の先端にはフランジ７５が、第３管片８１の枝部８３の先端にはフランジ８５が、第４管片９１の枝部９３の先端にはフランジ９５が、それぞれ形成されている。
　図７は、第１ケース片３、第２ケース片４及び第２管片７１、第４管片９１の一部が破断された電解ユニット１の斜視図である。以下では、図７を参照して、主として、第２管片７１及び第４管片９１の取付構造について説明するが、第１管片６１及び第３管片８１の取付構造についても第２管片７１等と同様である。
　本実施形態の第１ケース片３には、第１排出管７と対向する側壁（短手方向にのびる側壁）から第１排出管７の側に突出する突出部３５が形成されている。第１排出口３３は、突出部３５の先端に設けられ、第１ケース片３には、陽極室２１から突出部３５を貫通して第１排出口３３に至る排出管３６が形成されている。
　第２管片７１は、枝部７３の先端が第１ケース片３の突出部３５に当接するように装着され、フランジ７５が第１固定部材５５によって第１ケース片３の突出部３５に押し当てられて固定されている。なお、突出部３５と第２管片７１との間には、水漏れを防止するための封止部材２８が設けられている。
　突出部３５の両側には、第１ケース片３の側壁から突出する突起３７が形成されている。各側の突起３７は、電解槽セル２が積み重ねられたとき、第１固定部材５５に対向するように、法線方向Ｄに沿って配列されている。
　第１固定部材５５が第１補強部材５２に取り付けられたとき、突起３７は第１固定部材５５の下面と当接する。電解室２０等に水が満たされると、第２管片７１は、陽極室２１及び排出管３６等からの水圧により第１ケース片３から離れる方向（図７中、上方向）に力を受け、第１固定部材５５にはモーメントが生ずる。本実施形態では、突起３７が第１固定部材５５と当接しているので、第１固定部材５５の変形が抑制され、突出部３５と第２管片７１との間での水漏れが効果的に抑制される。
　同様に、本実施形態の第２ケース片４には、突出部４５、排出管４６及び突起４７が形成されている。第４管片９１は、枝部９３の先端が第２ケース片４の突出部４５に当接するように装着され、フランジ７５が第１固定部材５５によって第２ケース片４に押し当てられて固定されている。第２固定部材５６が第１補強部材５２に取り付けられたとき、突起４７は第２固定部材５６と当接する。従って、電解室２０等の水圧による第２固定部材５６の変形が抑制され、突出部４５と第４管片９１との間での水漏れが効果的に抑制されうる。
　図５に示されるように、突出部３５は、第１ケース片３の第１供給管６と対向する側壁からも第１供給管６の側に突出して形成されている。第１供給口３２は、突出部３５の先端に設けられている。この突出部３５の両側には、第１ケース片３の側壁から突出する突起３７が形成されている。第１固定部材５５が第１補強部材５２に取り付けられたとき、突起３７は第１固定部材５５と当接し、第１固定部材５５の変形が抑制され、突出部３５と第１管片６１との間での水漏れが効果的に抑制される。
　同様に、突出部４５は、第２ケース片４の第２供給管８と対向する側壁からも第２供給管８の側に突出して形成されている。第２供給口４２は、突出部４５の先端に設けられている。この突出部４５の両側には、第２ケース片４の側壁から突出する突起４７が形成されている。第２固定部材５６が第１補強部材５２に取り付けられたとき、突起４７は第２固定部材５６と当接し、第２固定部材５６の変形が抑制され、突出部４５と第３管片８１との間での水漏れが効果的に抑制される。
　本実施形態では、第１ケース片３の突起３７は、第２ケース片４の突起４７と法線方向Ｄで隣り合う位置にも配されている。これにより、第１固定部材５５の変形がさらに抑制され、突出部３５と第１管片６１及び第２管片７１との間での水漏れがより一層抑制される。また、第２ケース片４の突起４７は、第１ケース片３の突起３７と法線方向Ｄで隣り合う位置にも配されている。これにより、第２固定部材５６の変形がさらに抑制され、突出部４５と第３管片８１及び第４管片９１との間での水漏れがより一層抑制される。
　各第１ケース片３及び各第２ケース片４の側壁には、突起３８及び４８が設けられていてもよい。突起３８は、例えば、第１ケース片３において、第１供給口３２及び第１排出口３３が設けられていない側壁（長手方向にのびる側壁）に形成され、突起４８は、第２ケース片４において、第２供給口４２及び第２排出口４３が設けられていない側壁に形成される。このような位置に設けられた突起３８及び４８は、電解槽セル２の積み重ねの妨げとならない。
　突起３８及び４８は、第１ケース片３と第２ケース片４とが向かい合わせに配置されたとき、互いに隣接し対向する位置に配されている。突起３８及び４８は、電解槽セル２の仮組の際に用いられる。例えば、クリップ（図示せず）等によって、対向する突起３８及び４８を把持することにより、第１ケース片３に対する第２ケース片４の位置ずれ等が抑制される。仮組された電解槽セル２が積み重ねられ、ボルト５１によって固着された後は、突起３８及び４８に装着されている上記クリップは取外されてもよい。
　以上、本発明の電解ユニット１が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、本発明の電解ユニット１は、少なくとも、水を電気分解するための複数の電解槽セル２を備え、電解槽セル２の各々は、内部に電解室２０を区画するためのケース２３と、電解室２０を陽極側の陽極室２１と陰極側の陰極室２２とに区分するための隔膜２４とを含み、複数の電解槽セル２は、隔膜２４の向きを互いに揃えかつ隔膜２４の法線方向Ｄに重ねられた積層体５を構成していればよい。
　例えば、隔膜２４は、上述した固体高分子電解質膜によって構成される形態に限られず、電解水生成装置の用途に応じて、変更されうる。より具体的には、農業分野での電解水の散布や灌水に電解水生成装置が用いられる場合、隔膜２４には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）親水膜が適用されてもよい。これに伴い、第１ケース片３及び第２ケース片４の形状や陽極給電体２５及び陰極給電体２６の配置等は適宜変更されていてもよい。
　また、第１供給管６、第１排出管７、第２供給管８及び第２排出管９は、上述した構成に限られず、適宜変更可能である。
１　　電解ユニット
２　　電解槽セル
３　　第１ケース片
４　　第２ケース片
５　　積層体
６　　第１供給管
７　　第１排出管
８　　第２供給管
９　　第２排出管
２０　電解室
２１　陽極室
２２　陰極室
２３　ケース
２４　隔膜
３２　第１供給口
３３　第１排出口
４２　第２供給口
４３　第２排出口
５１　ボルト
５２　第１補強部材
５５　第１固定部材
５６　第２固定部材
６１　第１管片
７１　第２管片
８１　第３管片
９１　第４管片
Ｄ　　法線方向

Claims (13)

  1. 　水を電気分解するための複数の電解槽セルを備えた電解ユニットであって、
    　前記電解槽セルの各々は、内部に電解室を区画するためのケースと、前記電解室を陽極側の陽極室と陰極側の陰極室とに区分するための隔膜とを含み、
    　前記複数の電解槽セルは、前記隔膜の向きを互いに揃えかつ前記隔膜の法線方向に重ねられた積層体である、
    　電解ユニット。
  2. 　前記複数の電解槽セルの前記ケースが互いに当接している、請求項１記載の電解ユニット。
  3. 　前記各電解槽セルは、前記各電解槽セルを前記法線方向に貫くボルトによって一体的に固着されている、請求項１又は２に記載の電解ユニット。
  4. 　前記ケースは、前記陽極室を区画するための第１ケース片と、前記陰極室を区画するための第２ケース片とを含み、
    　前記法線方向に隣り合う一方の前記電解槽セルの前記第１ケース片と、他方の前記電解槽セルの前記第２ケース片とが固着されている、請求項１又は２に記載の電解ユニット。
  5. 　各第１ケース片には、前記陽極室に電気分解のための水を供給するための第１供給口と、前記陽極室から電気分解された水を取り出すための第１排出口とが形成され、
    　各第１供給口は、前記法線方向に一直線上に配され、
    　各第１排出口は、前記法線方向に一直線上に配されている、請求項４記載の電解ユニット。
  6. 　前記各第１供給口は、前記法線方向にのびる第１供給管によって互いに連通され、
    　前記第１供給管は、前記各第１ケース片ごとに設けられ前記各第１供給口と連通される複数の第１管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、請求項５記載の電解ユニット。
  7. 　前記各第１排出口は、前記法線方向にのびる第１排出管によって互いに連通され、
    　前記第１排出管は、前記各第１ケース片ごとに設けられ前記各第１排出口と連通される複数の第２管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、請求項５又は６に記載の電解ユニット。
  8. 　各第２ケース片には、前記陰極室に電気分解のための水を供給するための第２供給口と、前記陰極室から電気分解された水を取り出すための第２排出口とが形成され、
    　各第２供給口は、前記法線方向に一直線上に配され、
    　各第２排出口は、前記法線方向に一直線上に配されている、請求項４ないし７のいずれかに記載の電解ユニット。
  9. 　前記各第２供給口は、前記法線方向にのびる第２供給管によって互いに連通され、
    　前記第２供給管は、前記各第２ケース片ごとに設けられ前記各第２供給口と連通される複数の第３管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、請求項８記載の電解ユニット。
  10. 　前記各第２排出口は、前記法線方向にのびる第２排出管によって互いに連通され、
    　前記第２排出管は、前記各第２ケース片ごとに設けられ前記各第２排出口と連通される複数の第４管片が、前記法線方向に連結されることにより構成される、請求項８又は９に記載の電解ユニット。
  11. 　前記法線方向の一端側の前記第１ケース片の外端面及び前記法線方向の他端側の前記第２ケース片の外端面には、補強部材が装着される、請求項４ないし１０のいずれかに記載の電解ユニット。
  12. 　前記法線方向にのび、各第１管片及び各第２管片を前記各第１ケース片に押し当てて固定する第１固定部材をさらに含む、請求項１１記載の電解ユニット。
  13. 　前記法線方向にのび、各第３管片及び各第４管片を前記各第２ケース片に押し当てて固定する第２固定部材をさらに含む、請求項１１又は１２に記載の電解ユニット。
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