(57)【要約】【課題】槽本体の内部を一方の電解室と他方の電解室とに区画して有隔膜電解槽を構成する隔膜であって、槽本体に組付ける場合に別体のスペーサとの併用を省略して、別体のスペーサおよびその併用に起因する問題を解消する。【解決手段】隔膜１０ｂは、イオン透過能を有する透過膜１４と、透過膜１４の一方の表面側に位置して透過膜１４と一方の電解室側の電極１０ｃ間を所定の間隔に保持する複数の第１のスペーサ１５と、透過膜１４の他方の表面側に位置して透過膜１４と前記他方の電解室側の電極１０ｃ間を所定の間隔に保持する複数の第２のスペーサ１６とからなり、第１，第２のスペーサ１５，１６とは透過膜１４を挟んで、互い重合されて接合されている。【選択図】  図４
2006116490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽本体の内部を一方の電解室と他方の電解室とに区画して有隔膜電解槽を構成する隔膜であり、当該隔膜は、イオン透過能を有する透過膜と、同透過膜の一方の表面側に位置して同透過膜と前記一方の電解室に配設されている電極との間を所定の間隔に保持する複数の第１のスペーサと、前記透過膜の他方の表面側に位置して同透過膜と前記他方の電解室に配設されている電極との間を所定の間隔に保持する複数の第２のスペーサとからなり、前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとは前記透過膜を挟んで互いに重合されて接合されていることを特徴とする有隔膜電解槽用の隔膜。
【請求項２】
請求項１に記載の有隔膜電解槽用の隔膜であり、前記第１のスペーサおよび前記第２のスペーサは所定長さの略同一形状で長尺の棒状体であって、前記透過膜の各表面上にて同一方向に並列配置され、互いに重合された状態で前記透過膜を通して連結されていることを特徴とする有隔膜電解槽用の隔膜。
【請求項３】
請求項１に記載の有隔膜電解槽用の隔膜であり、前記第１のスペーサおよび前記第２のスペーサは所定高さの略同一形状で短尺の柱状体であって、前記透過膜の各表面上にて略全面に均等に配置され、互いに重合された状態で前記透過膜を通して連結されていることを特徴とする有隔膜電解槽用の隔膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、槽本体の内部を陽極側電解室等一方の電解室と陰極側電解室等他方の電解室に区画して有隔膜電解槽を構成する隔膜、換言すれば、有隔膜電解槽用の隔膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解水生成装置の一形式として、有隔膜電解槽を装備する有隔膜電解方式の電解水生成装置がある。当該有隔膜電解槽は、槽本体内にイオン透過能を有する隔膜が配設されていて、当該隔膜が槽本体内を陽極側電解室と陰極側電解室とに区画している。当該有隔膜電解槽においては、陽極側電解室および陰極側電解室に配設されている各電極と当該隔膜との接触を防止するとともに、陽極側電解室と陰極側電解室に被電解水および電解生成水の流通路を設定された形状および大きさに維持する必要がある。
【０００３】
このため、当該隔膜を槽本体内に配設する場合に、当該隔膜と各電極との間を所定の間隔に保持すべく、当該隔膜と各電極との間にスペーサを配設することが不可欠である。当該形式の有隔膜電解槽の形成には、隔膜とスペーサとの併用は慣用的になされており、また、隔膜とスペーサとを併用して構成されている有隔膜電解槽についてはすでに数多く使用されており、その一例が特許文献にも開示されている（特許文献１を参照）。
【０００４】
上記した特許文献１に記載の有隔膜電解槽では、多数の棒状体を互いに並列配列して、それらの端部にて互いに連結して格子状に形成されているスペーサが採用されている。かかる形状および構造のスペーサ（格子状のスペーサ）は、有隔膜電解槽の構成に採用されるスペーサとして標準的なものである。
【特許文献１】特開平７−１８５５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、有隔膜電解槽で採用されているスペーサは、電解生成水が腐食作用を有することから、絶縁性で耐食性の合成樹脂を原料として射出成形することによって形成される。この場合、スペーサが上記したごとき格子状のスペーサであるときには、電極の有効面積を大きく確保するために、格子状のスペーサを構成する棒状体をできるかぎり細くすることが有利となる。しかしながら、一般に射出成形用の原料として使用されるポリプロピレンやポリエチレン等は熱収縮が大きいため、棒状体を余り細く成形する場合には、格子状のスペーサは大きく変形して使用できないことがある。また、当該格子状のスペーサは、隔膜とは独立していることから、その組付け時の力や、電解室を流動する水流によって配設位置からずれを生じるおそれがある。スペーサに位置ずれが生じると、当該スペーサは的確に機能し得ない状態になる。従って、本発明の目的は、上記した形状および構造の格子状のスペーサが有する不具合を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、有隔膜電解槽用の隔膜に関するもので、本発明に係る有隔膜電解槽用の隔膜は、槽本体の内部を一方の電解室と他方の電解室とに区画して有隔膜電解槽を構成する隔膜である。
【０００７】
しかして、本発明に係る有隔膜電解槽用の隔膜は、イオン透過能を有する透過膜と、同透過膜の一方の表面側に位置して同透過膜と前記一方の電解室に配設されている電極との間を所定の間隔に保持する複数の第１のスペーサと、前記透過膜の他方の表面側に位置して同透過膜と前記他方の電解室に配設されている電極との間を所定の間隔に保持する複数の第２のスペーサとからなり、前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとは、前記透過膜を挟んで互いに重合されて接合されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係る有隔膜電解槽用の隔膜においては、前記第１のスペーサおよび前記第２のスペーサを所定長さの略同一形状で長尺の棒状体とし、これら第１のスペーサおよび第２のスペーサを、前記透過膜の各表面上にて同一方向に並列配置して、互いに重合した状態で、前記透過膜を通して連結する構成を採ることができる。
【０００９】
また、本発明に係る有隔膜電解槽用の隔膜においては、前記第１のスペーサおよび前記第２のスペーサを所定高さの略同一形状で短尺の柱状体とし、これら第１のスペーサおよび第２のスペーサを、前記透過膜の表面上にて略全面に均等に配置して、互いに重合した状態で、前記透過膜を通して連結する構成を採ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る有隔膜電解槽用の隔膜は、イオン透過膜と、イオン透過膜の一方の表面側に設けたけ複数の第１スペーサと、イオン透過膜の他方の表面側に設けた複数の第２のスペーサとからなるもので、第１のスペーサはそれぞれ独立し、かつ、第２スペーサはそれぞれ独立し、各第１のスペーサと各第２のスペーサとは、イオン透過膜を挟んで互いに重合した状態で接合されている。このため、イオン透過膜の各表面に一体に配設されている第１のスペーサの群および第２のスペーサの群は、隔膜とは独立して形成されている従来のスペーサと同様に機能する。
【００１１】
ところで、本発明に係る隔膜を構成するスペーサ群を構成する第１および第２のスペーサは、スペーサ群を構成する各スペーサとは独立して成形されているものであることから、第１および第２のスペーサを所望の細さの細い棒状体に成形しても、第１および第２のスペーサは熱収縮に起因する変形は少なく、かつ、第１および第２のスペーサを組合わせて構成される各スペーサ群には熱収縮の直接の影響は皆無であって、熱収縮に起因する変形はほとんどない。
【００１２】
また、本発明に係る隔膜は、本来のスペーサとして機能する各スペーサ群をイオン透過膜の両表面に一体に備えているものであるから、隔膜を配設する際に独立したスペーサを併用する必要がない。従って、隔膜とは独立したスペーサを併用することによる組付け時の力や電解室を流動する水流による、スペーサの配設位置からのずれが発生することはない。このため、本発明に係る隔膜によれば、スペーサの位置ずれによってスペーサの的確な機能が損なわれるようなことはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、槽本体の内部を一方の電解室と他方の電解室とに区画して有隔膜電解槽を構成する隔膜に関するもので、当該隔膜は、イオン透過能を有する透過膜と、同透過膜の一方の表面側に位置して同透過膜と前記一方の電解室に配設されている電極との間を所定の間隔に保持する複数の第１のスペーサと、前記透過膜の他方の表面側に位置して同透過膜と前記他方の電解室に配設されている電極との間を所定の間隔に保持する複数の第２のスペーサとからなり、前記第１のスペーサと前記第２のスペーサとは前記透過膜を挟んで互いに重合されて接合されていることを特徴とするものである。
【００１４】
図１には、本発明に係る隔膜を構成部材とする有隔膜電解槽を示し、図２には、当該有隔膜電解槽を構成する構成部材の組付け前の状態を示している。当該有隔膜電解槽は、槽本体１０ａと、槽本体１０ａ内の中央部に配設された隔膜１０ｂと、隔膜１０ｂで区画された各区画室に配設された各電極板１０ｃとを主要構成部材としている。槽本体１０ａは、絶縁性の合成樹脂からなる一対のケーシングプレート１１からなる。両ケーシングプレート１１は、隔膜１０ｂおよび各電極板１０ｃを配設された状態で、互いに重合されてボルト止めされて槽本体１０ａを構成している。
【００１５】
両ケーシングプレート１１のかかる組付け状態においては、各電極板１０ｃは、各ケーシングプレート１１の内面側の凹所１１ａに嵌合して位置していて、各電極板１０ｃが有するナット１２ａには、ケーシングプレート１１の外部から挿入された電極端子１２ｂが螺着されている。これにより、各電極板１０ｃは、各ケーシングプレート１１の凹所１１ａの内壁面に密着して配置されている。
【００１６】
また、隔膜１０ｂは、その両表面から方形の一対の枠体１３にて挟持され、かつ、両ケーシングプレート１１に挟持された状態で、両ケーシングプレート１１が形成する槽本体１０ａ内の中央部に位置している。これにより、隔膜１０ｂは、槽本体１０ａ内を、各電極板１０ｃが配設されている一対の電解室Ｒ1，Ｒ2を形成している。
【００１７】
かかる構成の有隔膜電解槽においては、被電解水は、各ケーシングプレート１１の下方に有する流入口１１ｂから各電解室Ｒ1，Ｒ2に供給され、各電解室Ｒ1，Ｒ2にて電解され、例えば、一方の電解室Ｒ1（陽極側電解室）では酸性水（電解生成酸性水）が生成され、かつ、他方の電解室Ｒ2（陰極側電解室）ではアルカリ性水（電解生成アルカリ性水）が生成される。生成された電解生成酸性水および電解アルカリ性水は、各ケーシングプレート１１の上方に有する流出口１１ｃから外部へ流出される。
【００１８】
しかして、当該有隔膜電解槽の構成には、図３および図４に示す第１の隔膜１０ｂが採用されている。また、図５および図６に示す第２の隔膜１０ｄを採用することもできる。第１の隔膜１０ｂおよび第２の隔膜１０ｄは、従来の隔膜として機能するイオン透過膜と、従来のスペーサとして機能するスペーサ群とを一体に備えるものである。
【００１９】
第１の隔膜１０ｂは、図３および図４に示すように、所定の大きさのイオン透過膜１４と、複数の棒状体である第１のスペーサ１５および第２のスペーサ１６とにより構成されている。イオン透過膜１４は、従来の隔膜として採用されているイオン透過膜に相当するものであり、かつ、各スペーサ１５，１６は、従来のスペーサとして採用されている格子状のスペーサを構成する１本の棒状体に相当する。
【００２０】
第１のスペーサ１５は、所定長さの長尺の角棒状体１５ａと、角棒状体１５ａの一面に設けた一対の嵌合突起１５ｂとからなる。これに対して、第２のスペーサ１６は、所定長さの長尺の角棒状体１６ａと、角棒状体１６ａの一面に設けた一対の嵌合凹所１６ｂとからなる。嵌合突起１５ｂと嵌合凹所１６ｂは互い対向する位置にあり、イオン透過膜１４を挟んで第１のスペーサ１５と第２のスペーサ１６を互いに重合させた状態では、嵌合突起１５ｂがイオン透過膜１４を通して嵌合凹所１６ｂに嵌合し、第１のスペーサ１５と第２のスペーサ１６を互いに連結させる。
【００２１】
当該隔膜１０ｂにおいては、イオン透過膜の一方の表面側に複数の第１のスペーサ１５が縦方向に並列配置され、かつ、イオン透過膜の他方の表面側に複数の第２のスペーサ１６が縦方向に並列配置されている。これらの各第１のスペーサ１５と各第２のスペーサ１６は、互いに重合して連結されている。これにより、各第１のスペーサ１５は、イオン透過膜１４と一方の電極板１０ｃとの間を所定の間隔に保持すべく機能するスペーサ群を形成し、かつ、各第２のスペーサ１６は、イオン透過膜１４と他方の電極板１０ｃとの間を所定の間隔に保持すべく機能するスペーサ群を形成する。
【００２２】
当該隔膜１０ｂは、その両表面から方形の一対の枠体１３にて挟持され、かつ、両ケーシングプレート１１に挟持された状態で、両ケーシングプレート１１が形成する槽本体１０ａ内の中央部に位置している。これにより、隔膜１０ｂは、槽本体１０ａ内を、各電極板１０ｃが配設されている一対の電解室Ｒ1，Ｒ2を形成する。
【００２３】
また、イオン透過膜１４の一方の表面側に位置する第１のスペーサ１５が形成するスペーサ群は、設定された大きさの電解室Ｒ1を形成するとともに、電解室Ｒ1内に設定された多数の流通路を形成する。また、イオン透過膜１４の他方の表面側に位置する第２のスペーサ１６が形成するスペーサ群は、設定された大きさの電解室Ｒ2を形成するとともに、電解室Ｒ2内に設定された多数の流通路を形成する。
【００２４】
このように、当該隔膜１０ｂは、従来のイオン透過膜のみからなる隔膜と、従来の格子状のスペーサとを一体にした機能を有し、優れた隔膜ということができる。その上、当該隔膜１０ｂのスペーサ群を構成している第１のスペーサ１５および第２のスペーサ１６は、スペーサ群とは独立して成形されているものであることから、第１および第２のスペーサ１５，１６を所望の細さの細い棒状体に成形しても、第１および第２のスペーサ１５，１６は熱収縮に起因する変形は少なく、かつ、第１および第２のスペーサ１５，１６を組合わせて形成される各スペーサ群には熱収縮の直接の影響は皆無であって、熱収縮に起因する変形はほとんどない。
【００２５】
また、当該隔膜１０ｂは、本来のスペーサとして機能するスペーサ群をイオン透過膜１４の両表面に一体に備えているものであるから、当該隔膜１０ｂを配設する際に独立したスペーサを併用する必要がない。このため、当該隔膜１０ｂとは独立したスペーサを併用することによる組付け時の力や電解室Ｒ1，Ｒ2を流動する水流による、スペーサの配設位置からのずれが発生することはない。このため、当該隔膜１０ｂによれば、スペーサの位置ずれによってスペーサの的確な機能が損なわれるようなことはない。
【００２６】
なお、第１のスペーサ１５および第２のスペーサ１６においては、互いに共通する同一形状に変更することができる。すなわち、第１のスペーサ１５における他方の係合突起１５ｂを係合凹所に変更し、かつ、第２のスペーサ１６における他方の係合凹所１６ｂを係合突起に変更することができる。これにより、第１のスペーサ１５と第２のスペーサ１６とを共通化することができる。
【００２７】
図５および図６には、当該隔膜１０ｂとは異なる構造の隔膜１０ｄを示している。当該隔膜１０ｄは、第１のスペーサ１７および第２のスペーサ１８として、所定高さで短尺の柱状体を採用している。第１のスペーサ１７は、所定高さの短尺の円柱状体１７ａと、円柱状体１７ａの一面側に設けた嵌合突起１７ｂとからなる。これに対して、第２のスペーサ１８は、所定高さの短尺の円柱状体１８ａと、円柱状体１８ａの一面側に設けた嵌合凹所１８ｂとからなる。嵌合突起１７ｂと嵌合凹所１８ｂは互い対向する位置にあり、イオン透過膜１４を挟んで第１のスペーサ１７と第２のスペーサ１８を互いに重合させた状態では、嵌合突起１７ｂがイオン透過膜１４を通して嵌合凹所１８ｂに嵌合し、第１のスペーサ１７と第２のスペーサ１８を互いに連結させる。
【００２８】
当該隔膜１０ｄにおいては、イオン透過膜１４の一方の表面側に多数の第１のスペーサ１７が所定の間隔を保持して均等に配置され、かつ、イオン透過膜１４の他方の表面側に多数の第２のスペーサ１８が所定の間隔を保持して均等に配置されている。これらの各第１のスペーサ１７と各第２のスペーサ１８は、互いに重合して連結されている。これにより、各第１のスペーサ１７は、イオン透過膜１４と一方の電極板１０ｃとの間を所定の間隔に保持すべく機能するスペーサ群を形成し、かつ、各第２のスペーサ１８は、イオン透過膜１４と他方の電極板１０ｃとの間を所定の間隔に保持すべく機能するスペーサ群を形成する。従って、当該隔膜１０ｄは、隔膜１０ｂと同様に機能するとともに、同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一例に係る隔膜を採用して構成された有隔膜電解槽の縦断面図である。
【図２】同有隔膜電解槽の各構成部材を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一例に係る隔膜の枠体で挟持した状態の正面図である。
【図４】同隔膜の各スペーサを連結する状態を説明する部分縦断面図である。
【図５】本発明の他の一例に係る隔膜の枠体で挟持した状態の正面図である。
【図６】同隔膜の各スペーサを連結する状態を説明する部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０ａ…槽本体、１０ｂ，１０ｄ…隔膜、１０ｃ…電極板、Ｒ1，Ｒ2…電解室、１１…ケーシングプレート、１１ａ…凹所、１１ｂ…流入口、１１ｃ…流出口、１２ａ…ナット、１２ｂ…電極端子、１３…枠体、１４…イオン透過膜、１５，１７…第１のスペーサ、１５ａ…角棒状体、１５ｂ…嵌合突起、１７ａ…円柱状体、１７ｂ…嵌合突起、１６，１８…第２のスペーサ、１６ａ…角棒状体、、１６ｂ…嵌合凹所、１８ａ…円柱状体、１８ｂ…嵌合凹所。
【図１】
2006116490.tif 000003
【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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