(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜を介して液密的に接合したフロントシェルとリヤシェルの内部に前記隔膜によって区画形成された一対の電極室に一対の電極を配設した電解槽において、
前記両シェルのいずれか一方の内部に水道水が流入する流入口と濃塩水が流入する流入口を設けてこれらの流入口から流入する水道水と濃塩水が混合される混合室を形成し、該混合室の一側に形成した左右一対のチャンバを通して同混合室にて調整された希塩水が前記電極室内にそれぞれ流入するように構成し、前記混合室と前記両チャンバの間に形成した一対の分岐通路にそれぞれ絞り部を設けたことを特徴とする電解槽。
【請求項２】
前記絞り部として、前記一対の分岐通路をそれぞれ絞り通路としたことを特徴とする請求項１に記載の電解槽。
【請求項３】
前記絞り部として、前記一対の分岐通路と前記両チャンバの接続部にそれぞれ絞りを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電解槽。
【請求項４】
隔膜を介して液密的に接合したフロントシェルとリヤシェルの内部に前記隔膜によって垂直に区画形成された一対の電極室に一対の電極を配設した電解槽において、
前記両シェルのいずれか一方の下側内部に水道水が流入する流入口と濃塩水が流入する流入口を設けてこれらの流入口から流入する水道水と濃塩水が混合される混合室を形成し、該混合室の下方に形成した左右一対のチャンバを通して同混合室にて調整された希塩水が前記電極室内にそれぞれ流入するように構成し、前記混合室と前記両チャンバの間に形成した一対の分岐通路にそれぞれ絞り部を設けたことを特徴とする電解槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を電気分解して酸性水とアルカリ性水をそれぞれ生成する電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電解槽の一つとして、流入口を通して内部に流入する水を内部にて分流して隔膜にて区画された各電解室にそれぞれ供給し、各電解室での電気分解により酸性水とアルカリ性水をそれぞれ生成して各流出口を通して外部に流出するようにしたものがあり、例えば特開平６−２９６９６５号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特開平６−２９６９６５号公報に示されている電解槽においては、流入口から各流出口に至る通路の具体的な構成についての記載が無く、流入口と各流出口は単に連通しているものと思われる。かかる構成の電解槽においては、特に流量が少ない場合、分流基点より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じると、この差圧に応じて各電解室に供給される流量がアンバランスとなり、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量にもかなりの差が生じることとなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題に対処するため、隔膜を介して液密的に接合したフロントシェルとリヤシェルの内部に前記隔膜によって区画形成された一対の電極室に一対の電極を配設した電解槽において、前記両シェルのいずれか一方の内部に水道水が流入する流入口と濃塩水が流入する流入口を設けてこれらの流入口から流入する水道水と濃塩水が混合される混合室を形成し、該混合室の一側に形成した左右一対のチャンバを通して同混合室にて調整された希塩水が前記電極室内にそれぞれ流入するように構成し、前記混合室と前記両チャンバの間に形成した一対の分岐通路にそれぞれ絞り部を設けたことを特徴とする電解槽を提供するものである。
【０００６】
【発明の作用効果】
上記のように構成した本発明による電解槽においては、前記両流入口から前記混合室に流入する水道水又は濃塩水の流量が少ない場合にも、各分岐通路に設けた絞り部より流入側の水圧を高い状態に維持することができる。したがって、各絞り部より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じても、この差圧は各絞り部を介して抑制されて流入側に伝わるため、各電解室に供給される流量の差（アンバランス量）は抑制され、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。また、各絞り部によって各電解室での水圧を低減することができて、隔膜に加わる負荷を低減することができ、隔膜の耐久性を高めることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２は本発明による電解槽の一実施形態を示していて、この電解槽は、フロントシェル１１及びリヤシェル１２と、これら両シェル１１，１２内に組付けられる隔膜１３、前後一対のスペーサ１４，１５、前後一対の電極板１６，１７及びパッキン１８を備えている。
【０００９】
フロントシェル１１は、図１〜図４に示したように、シェル本体１１ａとこれに接着固定したフローカバー１１ｂと一対のフローガイド１１ｃ，１１ｄによって構成されている。シェル本体１１ａは、給水弁（図示省略）を介して水道管（図示省略）に接続される水道水流入口１１ｅと、濃塩水供給ポンプモータ（図示省略）を介して濃塩水タンク（図示省略）に接続される濃塩水流入口１１ｆと、アルカリ性水又は酸性水の流出口１１ｇと、酸性水又はアルカリ性水の流出口１１ｈを備えるとともに、フローカバー１１ｂとによって混合室Ａ及び一対の分岐路Ｂ１，Ｂ２を形成する通路溝１１ｉと、各分岐路Ｂ１，Ｂ２に連通する凹所１１ｊ，１１ｋと、フローガイド１１ｃとによって流出口１１ｈに連通する連通路Ｐ１を形成する通路溝１１ｍと、フローガイド１１ｄとによって流出口１１ｇに連通する連通路Ｐ２を形成する通路溝１１ｎと、シール溝１１ｏを備えている。なお、図４に示したシェル本体１１ａの斜線部位はフローカバー１１ｂと一対のフローガイド１１ｃ，１１ｄの接着面を示している。
【００１０】
リヤシェル１２は、図１及び図５に示したように、フロントシェル１１の各凹所１１ｊ，１１ｋに対向する凹所１２ａ，１２ｂを下部に備えるとともに、フロントシェル１１のシール溝１１ｏに対向するシール溝１２ｃを周縁部に備えており、また上部に横長の凹所１２ｄを備えている。このリヤシェル１２は、フロントシェル１１との間に隔膜１３、前後一対のスペーサ１４，１５、前後一対の電極板１６，１７及びパッキン１８を挟んだ状態にて図１に示した多数のビス１９によってフロントシェル１１に接合固定されるようになっている。
【００１１】
隔膜１３は、図２に示したように、前後一対のスペーサ１４，１５によって挟持された状態にて両シェル１１，１２間に保持されて、両シェル１１，１２内に前後一対の電解室Ｒ１，Ｒ２を区画形成している。また、隔膜１３は、図６に示したように、両シェル１１，１２の各凹所１１ｊ，１１ｋと１２ａ，１２ｂに対応して設けた左右一対の角孔１３ａ，１３ｂを下部に備えるとともに、左右一対の丸孔１３ｃ，１３ｄを上部に備えており、周縁部及び上部に多数の小孔１３ｅを備えている。
【００１２】
前後一対のスペーサ１４，１５は、隔膜１３を挟持する機能と、この隔膜１３と各電極板１６，１７間の隙間を所定値とする機能と、各電極板１６，１７を保持する機能を有していて、図７及び図８にて示したように、上下一対の薄肉ブリッジＣ１，Ｃ２にて連結された状態にて成形されるようになっており、両薄肉ブリッジＣ１，Ｃ２を切断除去した状態で使用されるようになっている。
【００１３】
前方に配設されるスペーサ１４は、図７の右方及び図８の左方に示されていて、隔膜１３の各角孔１３ａ，１３ｂに一致する各角孔１４ａ，１４ｂと横長の角孔１４ｃを下部に備えるとともに、後方の電解室Ｒ２の上部をフロントシェル１１に形成した連通路Ｐ１に連通させる連通筒１４ｄを上部一側に備えており、図７の右方に示した背面の周縁には、隔膜１３の小孔１３ｅを貫通してスペーサ１５に設けた多数の係合孔１５ｅに嵌合する多数の係合突起１４ｅが形成されている。また、スペーサ１４の背面には、隔膜１３の丸孔１３ｄを貫通してスペーサ１５に形成した貫通孔１５ｆに嵌入する円柱突起１４ｆが形成されている。一方、スペーサ１４の前面には、図８の左方に示したように、電極板１６を組付けるための凹所１４ｇが形成されるとともに、図８の左方の角孔１４ａから横長の角孔１４ｃに水を導くための複数個の切欠１４ｈと、横長の角孔１４ｃから上方に水を導くための複数個の切欠１４ｉ（図８において左方の切欠の幅が右方の切欠の幅より広く形成されている）が形成されている。
【００１４】
後方に配設されるスペーサ１５は、図７の左方及び図８の右方に示されていて、隔膜１３の各角孔１３ａ，１３ｂに一致する各角孔１５ａ，１５ｂと横長の角孔１５ｃを下部に備えるとともに、上部にスペーサ１４の連通筒１４ｄと円柱突起１４ｆがそれぞれ嵌合する貫通孔１５ｄと１５ｆを備えており、その周縁にはスペーサ１４の係合突起１４ｅが嵌合する係合孔１５ｅが貫通して形成されている。また、スペーサ１５の背面には、図８の右方に示したように、電極板１７を組付けるための凹所１５ｇが形成されるとともに、図８の左方の角孔１５ｂから横長の角孔１５ｃに水を導くための複数個の切欠１５ｈと、横長の角孔１５ｃから上方に水を導くための複数個の切欠１５ｉ（図８において左方の切欠の幅が右方の切欠の幅より広く形成されている）が形成されている。
【００１５】
前後一対の電極板１６，１７は、図９にて示したように二枚一組で加工した後、焼成メッキを施し、その後に図１０に示したように二枚に切断加工してなるもので、隔膜１３を挟持する両スペーサ１４，１５の各凹所１４ｈ，１５ｈに、各２個の円筒打ち出し部１６ａ，１６ａと１７ａ，１７ａが内側となるようにして組付けられるようになっている。各円筒打ち出し部１６ａ，１６ａと１７ａ，１７ａは、通電用の各端子ねじ２１と２２がねじ込まれて固定される部位であり、各端子ねじ２１，２２は各シェル１１，１２を液密的に貫通してねじ込まれるようになっている。
【００１６】
パッキン１８は、図１１〜図１４にて示したように、隔膜１３、前後一対のスペーサ１４，１５及び前後一対の電極板１６，１７を一体化する機能と、隔膜１３の左方の角孔１３ａと両スペーサ１４，１５の各角孔１４ａ，１５ａを通して連通する各シェル１１，１２の凹所１１ｊ，１２ａによって形成されるチャンバーＤ１と隔膜１３の右方の角孔１３ｂと両スペーサ１４，１５の各角孔１４ｂ，１５ｂを通して連通する各シェル１１，１２の凹所１１ｋ，１２ｂによって形成されるチャンバーＤ２とを区画する機能を有していて、矩形の周縁部１８ａと、左方下部後方のシール部１８ｂと、右方下部前方のシール部１８ｃを備えており、周縁部１８ａの前後両面には各シェル１１，１２のシール溝１１ｏ，１２ｃに嵌合するリブ１８ｄ，１８ｅがそれぞれ形成されている。
【００１７】
上記のように構成した本実施形態の電解槽においては、水道水流入口１１ｅに水道水が供給されるとともに濃塩水流入口１１ｆに濃塩水が供給されると、水道水流入口１１ｅから流入する水道水と濃塩水流入口１１ｆから流入する濃塩水がフロントシェル１１に形成した混合室Ａにて混合されて希塩水となり、この希塩水が各分岐路Ｂ１，Ｂ２を通して各チャンバーＤ１，Ｄ２にそれぞれ流入し、各チャンバーＤ１，Ｄ２から各電解室Ｒ１，Ｒ２へと流れる。また、各電解室Ｒ１，Ｒ２に流入した希塩水は、例えば前方の電極板１６に正極が印加されるとともに後方の電極板１７に負極が印加されることによって、それぞれ電気分解されて酸性水とアルカリ性水となり、前方の電解室Ｒ１にて生成された酸性水はフロントシェル１１の右方に形成した連通路Ｐ２を通して右方の流出口１１ｈへと流れ、また後方の電解室Ｒ２にて生成されたアルカリ性水はスペーサ１４の連通筒１４ｄとフロントシェル１１の左方に形成した連通路Ｐ１を通して左方の流出口１１ｇへと流れて、各流出口１１ｈ，１１ｇから各導出管（図示省略）を通してそれぞれ使用箇所へと導かれる。
【００１８】
ところで、本実施形態の電解槽においては、図４にて示したように、各分岐路Ｂ１，Ｂ２（分流基点Ｓから各電解室Ｒ１，Ｒ２に至る各分岐通路の一部）が絞り通路とされている。このため、流入口１１ｅ，１１ｆを通して電解槽内に供給される水道水及び濃塩水の流量が少ない場合にも、両絞り通路Ｂ１，Ｂ２より流入側の水圧を高い状態に維持することができる。したがって、各絞り通路Ｂ１，Ｂ２より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じても、この差圧は各絞り通路Ｂ１，Ｂ２を介して抑制されて流入側に伝わるため、各電解室Ｒ１，Ｒ２に供給される流量の差は抑制され、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。また、各絞り通路Ｂ１，Ｂ２によって各電解室Ｒ１，Ｒ２での水圧を低減することができて、隔膜１３に加わる負荷を低減することができ、隔膜１３の耐久性を高めることができる。
【００１９】
上記実施形態においては、図４にて示したように、各分岐路Ｂ１，Ｂ２を絞り通路として本発明を実施したが、図１５に示したように、各分岐路Ｂ１，Ｂ２の各チャンバーＤ１，Ｄ２側端部に各絞りＥ１，Ｅ２を設けて（分流基点Ｓから各電解室Ｒ１，Ｒ２に至る各分岐通路中に絞りをそれぞれ設けて）、本発明を実施することも可能である。この変形実施形態においては、流入口１１ｅ，１１ｆを通して電解槽内に供給される水道水及び濃塩水の流量が少ない場合にも、両絞りＥ１，Ｅ２より流入側の水圧を高い状態に維持することができる。したがって、各絞りＥ１，Ｅ２より流出側の各通路における圧力変動等に起因して各通路内水圧に差圧が生じても、この差圧は各絞りＥ１，Ｅ２を介して抑制されて流入側に伝わるため、各電解室Ｒ１，Ｒ２に供給される流量の差は抑制され、電気分解によって生成される酸性水の流量とアルカリ性水の流量の差が抑制されて、酸性水及びアルカリ性水の各生成流量の変動が抑制される。また、各絞りＥ１，Ｅ２によって各電解室Ｒ１，Ｒ２での水圧を低減することができて、隔膜１３に加わる負荷を低減することができ、隔膜１３の耐久性を高めることができる。
【００２０】
また、図１５に示した変形実施形態においては、各分岐路Ｂ１，Ｂ２の各チャンバーＤ１，Ｄ２側端部に各絞りＥ１，Ｅ２が設けたが、各絞りの配設位置は分岐基点Ｓから各電解室Ｒ１，Ｒ２に至る分岐通路中であればよく、上記実施形態の配設位置に限定されるものではない。また、上記実施形態においては、希塩水を電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成する電解槽に本発明を実施したが、水道水を電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成する電解槽にも本発明は同様に実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電解槽の分解正面図である。
【図２】図１に示した電解槽を組み立てた状態での縦断側面図である。
【図３】図１及び図２に示したフロントシェル背面図である。
【図４】図３に示したシェル本体の背面図である。
【図５】図１及び図２に示したリヤシェルの正面図である。
【図６】図１及び図２に示した隔膜の正面図である。
【図７】図２に示した前方のスペーサの背面と後方のスペーサの前面を示した図である。
【図８】図２に示した前方のスペーサの前面と後方のスペーサの背面を示した図である。
【図９】図２に示した前後一対の電極板の製作過程を示す図である。
【図１０】図９に示した各電極板単体の正面図である。
【図１１】図２に示したパッキンの正面図である。
【図１２】図２に示したパッキンの背面図である。
【図１３】図１１の１３−１３線に沿った断面図である。
【図１４】図１１の１４−１４線に沿った断面図である。
【図１５】本発明の変形実施形態を示す図４相当図である。
【符号の説明】
１０…電解槽、１１…フロントシェル、１１ｅ，１１ｆ…流入口、１１ｈ，１１ｇ…流出口、１２…リアシェル、１３…隔膜、１４，１５…スペーサ、１６，１７…電極板、１８…パッキン、Ｂ１，Ｂ２…分岐路（絞り通路）、Ｒ１，Ｒ２…電解室、Ｅ１，Ｅ２…絞り。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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