JP2016016346A - 電解水生成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率よく安定的に電解水を生成でき、かつコンパクトで安価に製造可能な電解水生成装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、電解水生成装置は、一対の電極14、20と、一対の電極を仕切る隔壁22と、一対の電極を収納する一対のカバー部材24、26と、を有する電解槽10と、電解槽の周縁部を挟み込んで締結する締結部材50と、締結部材とは独立して一対のカバー部材の中央部を互いに接近する方向に押圧する押圧機構70と、を備えている。【選択図】図4
Description
本発明の実施形態は、電解水生成装置に関する。
近年、水を電解して様々な機能を有する電解水、例えば、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提供されている。電解水の内、次亜塩素酸水は、優れた殺菌力を有するとともに、人体に安全で食品添加物としても認可されている。
次亜塩素酸水を生成する装置としては、3室型の電解槽を有する生成装置が提案されている。電解槽内は、陽イオン交換膜および陰イオン交換膜によって、中間室と、この中間室の両側に位置する陽極室および陰極室とに仕切られている。陽極室および陰極室には、陽極および陰極が設けられている。
次亜塩素酸水を生成する場合、中間室に塩水を流し、陽極室および陰極室にそれぞれ水を流通する。中間室の塩水を陰極および陽極で電解することで、陽極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。
このような電解水生成装置では、電解槽の各室から水漏れが生じないように、電解槽を隙間なく密閉した構造とする必要がある。そのため、電解槽の構成部材間にゴムなどの弾力のあるシール材を挟み込み、強い力で押え付ける構成としている。特に、上述したような電解槽の各室に塩水あるいは水を流す装置では、電解槽の内圧が高くなることから、より一層、強い力で構成部材を押え付けることが必要となる。
しかしながら、構成部材に強い荷重を加えることにより、構成部材や装置が変形する弊害が生じる。特に、電解反応が生じる電解槽の中央部が撓むことにより電極間距離などがばらつきが生じると、電解電圧が変動し、生成される電解水の品質が不安定になる。また、電極間距離が大きくなると、電解効率が劣化してしまう。
このような問題を解決する手段として、構成部材の厚さを厚くし、あるいは、金属材を使用して、構成部材の剛性を高める方法があるが、この場合、装置が重く大きくなり、製造コストも高くなる。
このような問題を解決する手段として、構成部材の厚さを厚くし、あるいは、金属材を使用して、構成部材の剛性を高める方法があるが、この場合、装置が重く大きくなり、製造コストも高くなる。
この発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、その課題は、効率よく安定的に電解水を生成でき、かつコンパクトで安価に製造可能な電解水生成装置を提供することにある。
実施形態によれば、電解水生成装置は、一対の電極と、前記一対の電極を仕切る隔壁と、前記一対の電極を収納する一対のカバー部材と、を有する電解槽と、前記電解槽の周縁部を挟み込んで締結する締結部材と、前記締結部材とは独立して前記一対のカバー部材の中央部を互いに接近する方向に押圧する押圧機構と、を備えている。
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。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る電解水生成装置の構成を概略的に示す図である。始めに、システム全体の構成を説明する。図1に示すように、電解水生成装置は、電解槽10を備えている。電解槽10は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、陽イオン交換膜18および陰イオン交換膜16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内に陰極20が設けられ、陽イオン交換膜18に対向している。
図1は、第1の実施形態に係る電解水生成装置の構成を概略的に示す図である。始めに、システム全体の構成を説明する。図1に示すように、電解水生成装置は、電解槽10を備えている。電解槽10は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、陽イオン交換膜18および陰イオン交換膜16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内に陰極20が設けられ、陽イオン交換膜18に対向している。
電解水生成装置は、電解槽10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に電解原水、例えば、水を供給する原水供給部21と、陽極14および陰極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。
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。
原水供給部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。
上記のように構成された電解水生成装置により、食塩水を電解して酸性水(次亜塩素酸および塩酸)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。
図1に示すように、送液ポンプ29を作動させ、電解槽10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陽極14および陰極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、陰極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、陰極20で水が分解され水素ガスを生じるとともに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。
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、陽極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、陽極14にて塩素イオンが還元され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(次亜塩素酸および塩酸)は、陽極室15bから第1排水配管21bを通って流出する。
次に、電解槽10の構成をより詳細に説明する。図2は、電解槽の斜視図、図3は電解槽の分解斜視図、図4は図2の線A−Aに沿った電解槽の断面図である。
図2ないし図4に示すように、電解槽10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。中間フレーム22、陽極カバー24、陰極カバー26は、例えば、硬質塩化ビニールにより形成されている。電解槽10は、更に、陽極カバー24の中央部および陰極カバー26の中央部を互いに接近する方向に押圧する押圧機構70を備えている。
図2ないし図4に示すように、電解槽10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。中間フレーム22、陽極カバー24、陰極カバー26は、例えば、硬質塩化ビニールにより形成されている。電解槽10は、更に、陽極カバー24の中央部および陰極カバー26の中央部を互いに接近する方向に押圧する押圧機構70を備えている。
中間フレーム22と陽極カバー24との間には陰イオン交換膜16と陽極14とが配置され、また、中間フレーム22と陰極カバー26との間には陽イオン交換膜18と陰極20とが配置されている。中間フレーム22の内面と陰イオン交換膜16、陽イオン交換膜18とにより、中間室15aが規定されている。陽極カバー24の内面には、蛇腹状の流路32aと陽極室15bが規定されている。また、陰極カバー26の内面には、蛇腹状の流路32bと陰極室15cが規定されている。
陽極14および陰極20は、隔膜である陰イオン交換膜16および陽イオン交換膜18を挟んで中間室15aに近接して配置されている。
各構成部材間、すなわち、陽極カバー24の周縁部と陽極14の周縁部との間、陽極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と陽イオン交換膜18および陰極20の周縁部との間、および、陰極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面状かつほぼ矩形枠状のシール材40がそれぞれ配置されている。
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。締結部材として機能する複数の固定ボルト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、電極室15b、15cの水密性を保持している。
次に、各構成部材についてより詳細に説明する。
図3および図4に示すように、電解槽10の中間フレーム22には、固定ボルトを挿通するための複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、中間フレーム22の全周に亘って、所定の間隔を置いて設けられている。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35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35に供給配管19aおよび排水配管19bがそれぞれ接続される。また、中間フレーム22の下端に支持脚54が固定され、中間フレーム22から下方へ延出している。この支持脚54は、中間フレーム22と一体に形成してもよい。
図3および図4に示すように、電解槽10の中間フレーム22には、固定ボルトを挿通するための複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、中間フレーム22の全周に亘って、所定の間隔を置いて設けられている。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35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35に供給配管19aおよび排水配管19bがそれぞれ接続される。また、中間フレーム22の下端に支持脚54が固定され、中間フレーム22から下方へ延出している。この支持脚54は、中間フレーム22と一体に形成してもよい。
図3および図4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100〜200um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を挿通する複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔は、中間フレーム22の貫通孔と対応する位置に設けられている。
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。複数の貫通孔は、中間フレーム22の貫通孔とそれぞれ整列している。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。複数の貫通孔は、中間フレーム22の貫通孔とそれぞれ整列している。
図3および図4に示すように、陽極14および陰極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。陽極14および陰極20の中央部には液体を通過させるための微細な孔が形成され、周縁部には固定ボルトを挿通するための複数の貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、それぞれ中間フレーム22の貫通孔と対応する位置に設けられている。陽極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、陰極20は、その一側縁から突出する接続端子20bを有している。
陽極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。陽極14の貫通孔は、それぞれ陰イオン交換膜16の貫通孔と整列している。陰極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。陰極20の貫通孔は、それぞれ陽イオン交換膜18の貫通孔と整列している。
図3および図4に示すように、各シール材40は、例えば、ゴム、弾性を有する合成樹脂等により、厚さ約1mmの面状かつほぼ矩形枠状に形成されている。シール材40は、中間フレーム22の貫通孔と対応する位置にそれぞれ形成された複数の貫通孔を有している。
図3および図4に示すように、中間フレーム22とイオン交換膜16あるいは18との間に配置されたシール材40は、その貫通孔が中間フレーム22の貫通孔と整列した状態で配置され、中間フレーム22の側面およびイオン交換膜の周縁部に密着している。陽極14と陰極カバー26との間に配置されたシール材40は、その貫通孔が陽極14の貫通孔と整列した状態で配置され、陽極14の周縁部および陽極カバー24の周縁部に密着している。陰極20と陰極カバー26との間に配置されたシール材40は、その貫通孔が陰極20の貫通孔と整列した状態で配置され、陽極14の周縁部および陽極カバー24の周縁部に密着している。
図3および図4に示すように、電解槽10の陽極カバー24は、陽極14に対向する内面と、反対側の外面24bと、を有している。陽極カバー24の内面周縁部に複数の円柱形状のボス60が突設されている。これらのボス60は、陽極14の複数の貫通孔と対応する位置にそれぞれ設けられている。陽極カバー24は、固定ボルトを挿通する複数の貫通孔24aを有し、これらの貫通孔24aは、それぞれボス60の中心を貫通して形成されている。陽極カバー24の内面に、蛇腹状の流路32aが形成され、陽極カバーの上部から下部に亘って延びている。陽極カバー24の下部に流路32aの下端に連通する第2流入口36が形成され、上部に流路32aの上端に連通する第2流出口32が設けられている。これら第2流入口36および第2流出口32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。また、陽極カバー24の外面24bの中央部に、例えば、矩形状の第1凹所24cが形成されている。
陽極カバー24は、内面周縁部がシール材40を挟んで陽極14の周縁部に密着している。また、内面に突設された複数のボス60は、シール材40の貫通孔、陽極14の貫通孔、シール材40の貫通孔を順に貫通し、中間フレーム22の貫通孔にそれぞれ嵌合している。
陰極カバー26は、上述した陽極カバー24と同一の形状および構造に形成されている。陰極カバー26は、内面周縁部がシール材40を挟んで陰極20の周縁部に密着している。また、内面に突設された複数のボス60は、シール材40の貫通孔、陰極20の貫通孔、シール材40の貫通孔を順に貫通し、中間フレーム22の貫通孔にそれぞれ嵌合している。また、陰極カバー26の外面26bの中央部に、例えば、矩形状の第2凹所26cが形成されている。
図4に示すように、陽極カバー24側から各貫通孔24aに挿通された固定ボルト50および陰極カバー26側で固定ボルト50に螺合されたナット52により、陽極カバー24および陰極カバー26を両側から中間フレーム22に押付けている。このように、固定ボルト50およびナット52により、陽極カバー24の周縁部、陰極カバー26の周縁部、中間フレーム22、電極およびイオン交換膜の周縁部、を互いに締結するとともに、これらの部材間にそれぞれシール材40を挟持している。これにより、中間室15a、陽極室15b、陰極室15cの水密性を確保している。
図2ないし図4に示すように、押圧機構70は、陽極カバー24の中央部に当接する第1押圧部材72、および陰極カバー26の中央部に当接する第2押圧部材74を有している。第1押圧部材72は、例えば矩形状の押圧板72aと、この押圧板のほぼ中央部から延出する棒状の第1ねじ部72bとを有している。押圧板72aは、陽極カバー24の第1凹所24c内に配置され、凹所の底面、すなわち、陽極カバー24の外面に密着している。
第2押圧部材74は、例えば矩形状の押圧板74aと、この押圧板のほぼ中央部から延出する棒状の第2ねじ部74bとを有している。押圧板74aは、陰極カバー26の第2凹所26c内に配置され、凹所の底面、すなわち、陰極カバー26の外面に密着している。
押圧機構70は、更に、陽極カバー24の外面24bに固定され第1凹所24cを覆う第1外板76と、陰極カバー26の外面26bに固定され第2凹所26cを覆う第2外板78と、を備えている。第1外板76および第2外板78は、それぞれ陽極カバー24、陰極カバー26とほぼ同一寸法の矩形状に形成されている。第1外板76および第2外板78の周縁部は、複数の固定ボルト50およびナット52により、それぞれ陽極カバー24および陰極カバー26の周縁部に締結されている。
第1押圧部材72の第1ねじ部72bは、第1外板76を貫通し外方に突出している。そして、第1ねじ部72bの突出端にナット80aが螺合され、第1外板76に当接している。同様に、第2押圧部材74の第2ねじ部74bは、第2外板78を貫通し外方に突出している。そして、第2ねじ部74bの突出端にナット80bが螺合され、第2外板78に当接している。
ナット80a、80bおよび第1、第2ねじ部72b、74bをねじ込むことにより、第1押圧板72aおよび第2押圧板74aは、陽極カバー24の中央部および陰極カバー26の中央部を互いに接近する方向に押圧している。
以上のように構成された電解槽10を有する電解水生成装置によれば、塩水を電解して次亜塩素酸水と水酸化ナトリウム水を生成することができる。また、電解槽10は、押圧機構70を備えているため、電解槽10の組立と独立して電解槽10の中央部を押圧することで電解反応を生じる中央部での部品組み立て精度による隙間を無くし適切に電極や隔壁を密着させることができ、効率よく安定的に電解水を生成でき、かつコンパクトで安価な電解水生成装置を得ることができる。
通常、電解槽10においては、各室は液漏れがないよう、しっかりと隙間なく密閉する必要がある。そのため、電解槽10の周縁部に設けられた固定ボルト50およびナット52により構成された締結部材によって、強い締め付け荷重を印加している。
一方、力点となる固定ボルト50と、支点となるシール材40の位置がずれている場合、剛性の高い陽極カバー24、陰極カバー26、および電極14、20には曲げモーメントが発生し、特に、シール材40よりも周辺を固定ボルト50で締結する場合には電解槽の中央部が膨らんだ形状に歪み易い。また、シール材40と固定ボルト50が同じ位置にあったとしても電解槽10の中央部では締結する力が無いため水圧などにより中央部が膨らんで電極と隔壁の間に不適切な隙間を生じやすい。しかしながら、本実施形態に係る電解槽10は、締結部材とは別に、押圧機構70を備えており、この押圧機構70により、電解槽の10中央部に押圧荷重を印加することができる。よって、押圧機構70の荷重量を調整し、電解槽10の周縁部とほぼ同程度の押圧荷重を電解槽10の中央部に印加することにより、電解槽10の中央部のふくらみを矯正することができる。これにより、陽極カバー24、陰極カバー26および電極14、20の変形を抑制し、電極14、20とイオン交換膜16、18との間に隙間が形成されることはない。従って、効率よく安定的に電解水を生成でき、かつコンパクトで安価な電解水生成装置を提供することができる。
なお、第1の実施形態では、電解槽10の周縁部に設けられた締結部材の荷重量と、押圧機構70による荷重量とを同程度に設定しているが、これに限らず、荷重量は適宜変更可能である。例えば、陽極カバー24および陰極カバー26の壁厚や、周縁部に形成される貫通孔の位置等により、陽極カバーおよび陰極カバーに作用する曲げモーメントの量が変動する。そのため、この曲げモーメントを補償する荷重量を電解槽10の中央部に印加すればよいため、この荷重のバランスは、電解槽10の構造等により適宜最適化すればよい。
また、押圧板の形状は、矩形状に限定されることなく、円形、楕円形、多角形等、種々選択可能である。更に、ねじ部は、1本に限らず、複数本設けてもよい。
また、押圧板の形状は、矩形状に限定されることなく、円形、楕円形、多角形等、種々選択可能である。更に、ねじ部は、1本に限らず、複数本設けてもよい。
次に、他の実施形態に係る電解水生成装置について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、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。
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る電解質生成装置の電解槽を示す斜視図、図6は、電解槽の分解斜視図、図7は、図5の線B−Bに沿った電解槽の断面図である。
図5、図6、図7に示すように、第2の実施形態によれば、電解水生成装置の電解槽10の押圧機構70は、前述の第1および第2外板に代えて、支持台82を備えている。この支持台82は、ほぼU字形状に形成され、電解槽10の陽極カバー24の外面に隙間を置いて対向した第1側壁部82aと、陰極カバー26の外面に隙間を置いて対向した第2側壁部82bと、これら第1および第2側壁部82a、82bの下端部同士を連結した平板状の水平なベース部82cと、を一体に有している。支持台82は、例えば、硬化塩化ビニール、あるいは、金属板等により形成される。そして、ベース部82cは、設置面上に載置可能であり、支持台82は、電解槽10を支持する支持構造体としても機能する。
図5は、第2の実施形態に係る電解質生成装置の電解槽を示す斜視図、図6は、電解槽の分解斜視図、図7は、図5の線B−Bに沿った電解槽の断面図である。
図5、図6、図7に示すように、第2の実施形態によれば、電解水生成装置の電解槽10の押圧機構70は、前述の第1および第2外板に代えて、支持台82を備えている。この支持台82は、ほぼU字形状に形成され、電解槽10の陽極カバー24の外面に隙間を置いて対向した第1側壁部82aと、陰極カバー26の外面に隙間を置いて対向した第2側壁部82bと、これら第1および第2側壁部82a、82bの下端部同士を連結した平板状の水平なベース部82cと、を一体に有している。支持台82は、例えば、硬化塩化ビニール、あるいは、金属板等により形成される。そして、ベース部82cは、設置面上に載置可能であり、支持台82は、電解槽10を支持する支持構造体としても機能する。
押圧機構70の第1押圧部材72の第1押圧板72aは、陽極カバー24の外面24bに当接し、第1ねじ部72bは、支持台82の第1側壁部82aに挿通され、外側に突出している。そして、第1ねじ部72bの先端部にナット80aが螺合され、第1側壁部82aの外面に当接している。なお、第2の実施形態によれば、陽極カバー24は、その外面24bの中央部に形成された浅い凹所24cを有し、第1押圧板72aは、この凹所24c内に配置されている。
押圧機構70の第2押圧部材74の第2押圧板74aは、陰極カバー26の外面26bに当接し、第2ねじ部74bは、支持台82の第2側壁部82bに挿通され、外側に突出している。そして、第2ねじ部74bの先端部にナット80bが螺合され、第2側壁部82bの外面に当接している。第2の実施形態によれば、陰極カバー26は、その外面26bの中央部に形成された浅い凹所26cを有し、第2押圧板74aは、この凹所26c内に配置されている。
ナット80a、80bおよび第1、第2ねじ部72b、74bをねじ込むことにより、第1押圧板72aおよび第2押圧板74aは、陽極カバー24の中央部および陰極カバー26の中央部を互いに接近する方向に押圧している。同時に、電解水生成装置10は、第1および第2押圧部材72、74を介して、支持台82に支持されている。
第2の実施形態において、電解槽10の他の構成は、前述した第1の実施形態と同一である。
第2の実施形態において、電解槽10の他の構成は、前述した第1の実施形態と同一である。
以上のように構成された第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様に、ナット80a、80bをねじ込むことにより、押圧部材によって電解槽10の中央部分に荷重を印加することができる。そのため、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、構成部材の曲げモーメントの発生を抑制することができ、各構成部材の変形を抑え、電極とイオン交換膜とを隙間なく保持することができる。これにより、効率よく安定的に電解水を生成でき、かつコンパクトで安価な電解水生成装置を提供することができる。
第2の実施形態では、電解槽10の中央部へ荷重を印加する押圧機構と、電解槽10を支える支持機構とが共通化されている。このため、一層安いコストで電解水生成装置を製造することが可能となる。ただし、このように、押圧機構と支持機構とを共用化する構成に限定されることなく、押圧機構とは別に支持機構を設ける構成としてもよい。
また、第2の実施形態によれば、中央部を押圧する押圧機構は、第1の実施形態に比較して、より独立した構成となっている。そのため、例えば、公差ばらつきによらず間隔を正確に規定することができ、あるいは、ねじ込みの量を変えながら、有効塩素濃度などの特性を測定し、最適なねじ込み量を個別に調整することが可能となる。
第2の実施形態においても、押圧板の形状は、矩形状に限定されることなく、円形、楕円形、多角形等、種々選択可能である。また、ねじ部は、1本に限らず、複数本設けてもよい。
前述した第1および第2の実施形態において、陽極カバーおよび陰極カバーの中央部とは、中央付近を含む概念であり、厳密な中央から多少ずれても、陽極カバーおよび陰極カバーが最も湾曲する可能性のある場所付近を押圧機構によって押圧すればよい。陽極カバーを押圧する位置と、陰極カバーを押圧する位置とは、互いに多少ずれていても構わない。
本発明は上述した実施形態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、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、電解槽は3室ではなく2室の構成でもよく、電解液は食塩水以外のものでもよく、生成する電解水も次亜塩素酸以外の電解水でもよい。締結部材は、ボルトとナットの組み合わせに限らず、公知の種々の締結部材を適応可能である。
例えば、電解槽は3室ではなく2室の構成でもよく、電解液は食塩水以外のものでもよく、生成する電解水も次亜塩素酸以外の電解水でもよい。締結部材は、ボルトとナットの組み合わせに限らず、公知の種々の締結部材を適応可能である。
10…電解槽、14…陽極、15a…中間室、
15b…陽極室、15c…陰極室、14…陽極、16…陰イオン交換膜、
18…陽イオン交換膜、20…陰極、22…中間フレーム(隔壁)、
24…陽極カバー(第1カバー部材)、26…陽極カバー(第2カバー部材)、
40…シール材、50…固定ボルト、52、80a、80b…ナット、
70…押圧機構、72…第1押圧部材、72a…第1押圧板、72b…第1ねじ部、
74…第2押圧部材、74a…第2押圧板、74b…第2ねじ部、82…支持台、
82a…第1側壁部、82b…第2側壁部、82c…ベース部
15b…陽極室、15c…陰極室、14…陽極、16…陰イオン交換膜、
18…陽イオン交換膜、20…陰極、22…中間フレーム(隔壁)、
24…陽極カバー(第1カバー部材)、26…陽極カバー(第2カバー部材)、
40…シール材、50…固定ボルト、52、80a、80b…ナット、
70…押圧機構、72…第1押圧部材、72a…第1押圧板、72b…第1ねじ部、
74…第2押圧部材、74a…第2押圧板、74b…第2ねじ部、82…支持台、
82a…第1側壁部、82b…第2側壁部、82c…ベース部
Claims (7)
- 一対の電極と、前記一対の電極を仕切る隔壁と、前記一対の電極を収納する一対のカバー部材と、を有する電解槽と、
前記電解槽の周縁部を挟み込んで締結する締結部材と、
前記締結部材とは独立して前記一対のカバー部材の中央部を互いに接近する方向に押圧する押圧機構と、
を備える電解水生成装置。 - 前記押圧機構は、前記電解槽を支持固定する支持構造体に取り付けられている請求項1に記載の電解水生成装置。
- 前記支持構造体は、前記一対のカバー部材にそれぞれ対向する一対の側壁部を有し、
前記押圧機構は、前記カバー部材に当接する一対の押圧部材と、それぞれ前記押圧部材から延出し前記側壁部に挿通された一対のねじ部と、を備えている請求項2に記載の電解水生成装置。 - 前記カバー部材の各々は、前記隔壁に対向する内面と、凹所が形成された外面とを有し、
前記押圧機構は、前記凹所内を押圧する一対の押圧部材を有している請求項1に記載の電解水生成装置。 - 前記押圧機構は、前記カバー部材の外面に固定され前記凹所を覆う外板と、前記押圧部材から延出し前記外板に挿通されたねじ部と、を備えている請求項4に記載の電解水生成装置。
- 前記カバー部材と隔壁との間にそれぞれ挟持された複数のシール材を備えている請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電解水生成装置。
- 前記締結部材は、前記カバー部材の周縁部、および前記隔壁にそれぞれ挿通された複数の固定ボルトと、前記固定ボルトの延出端に螺合されたナットと、を有している請求項1ないし6のいずれか1項に記載の電解水生成装置。
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WO2017006911A1 (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | 株式会社日本トリム | 電解槽及び電解水生成装置 |
CN114689671A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-01 | 嘉庚创新实验室 | 电化学反应设备 |
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WO2023127265A1 (ja) | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 株式会社アクト | 生成装置 |
-
2014
- 2014-07-07 JP JP2014139565A patent/JP2016016346A/ja active Pending
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