(57)【要約】【課題】被電解水を、導入通路を介して供給口から電極板の下端側に導いて、電極板の表面全面に沿ってその下端側から上端側へ流動させつつ電解する電解槽において、被電解水の電極板の表面全面での流動を一層均一にして電解効率を向上させる。【解決手段】導入通路１０ｃ１の各分岐路における供給口１１から槽本体内の空間部の下方部までの間を円滑な屈曲形状に形成することにより、導入通路１０ｃ１での被電解水の乱流、淀みの発生を大幅に抑制して、電極板２２の表面全面に沿う被電解水の流れを均一な流動として電解効率を向上させる。【選択図】　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽本体内の空間部に互いに対向して位置する一対の電極板を備えるとともに、前記槽本体の側部に設けた供給口から左右に分岐し同槽本体内に供給される被電解水を同槽本体内の空間部の下方部に並列して導びく導入通路を備え、前記槽本体内に供給される被電解水を、前記導入通路を通して前記各電極板の下端側に導いて同電極板の表面全面に沿って上端側へ流動させつつ電解し、生成された電解生成水を前記槽本体に設けた流出口から流出させる電解槽であり、前記導入通路の各分岐路における前記供給口から前記槽本体内の空間部の下方部までの間が円滑な屈曲形状に形成されていることを特徴とする電解槽。
【請求項２】
槽本体内の空間部に互いに対向して位置する一対の電極板を備えるとともに、前記槽本体の側部に設けた供給口から左右に分岐し同槽本体内に供給される被電解水を同槽本体内の空間部の下方部に並列して導びく導入通路を備え、前記槽本体内に供給される被電解水を、前記導入通路を通して前記各電極板の下端側に導いて同電極板の表面全面に沿って上端側へ流動させつつ電解し、生成された電解生成水を前記槽本体に設けた流出口から流出させる電解槽であり、前記導入通路の分岐基端部における前記供給口に対向する部位に、同供給口から供給される被電解水を前記導入通路の分岐路の左右に分配するための放物線状曲面形状の分配部位を備えていることを特徴とする電解槽。
【請求項３】
槽本体内の空間部に互いに対向して位置する一対の電極板を備えるとともに、前記槽本体の側部に設けた供給口から左右に分岐し同槽本体内に供給される被電解水を同槽本体内の空間部の下方部に並列して導びく導入通路を備え、前記槽本体内に供給される被電解水を、前記導入通路を通して前記各電極板の下端側に導いて同電極板の表面全面に沿って上端側へ流動させつつ電解し、生成された電解生成水を前記槽本体に設けた流出口から流出させる電解槽であり、前記導入通路の分岐基端部と接続する前記供給口に、前記分岐路に供給する被電解水を撹拌するための撹拌部位を備えることを特徴とする電解槽。
【請求項４】
請求項１に記載の電解槽において、前記導入通路の分岐基端部における前記供給口に対向する部位に、同供給口から供給される被電解水を前記導入通路の分岐路の左右に分配するための放物線状曲面の分配部位を備えていることを特徴とする電解槽。
【請求項５】
請求項４に記載の電解槽において、前記導入通路の分岐基端部と接続する前記供給口に、前記分岐路に供給する被電解水を撹拌するための撹拌部位を備えることを特徴とする電解槽。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解槽であり、当該電解槽は、槽本体内の空間部を陽極電解室と陰極電解室に区画するイオン透過可能な隔膜を備える有隔膜電解槽であることを特徴とする電解槽。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解槽であり、当該電解槽は、槽本体内の空間部を区画するイオン透過可能な隔膜が存在しない無隔膜電解槽である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、被電解水を電解処理するための有隔膜電解槽、無隔膜電解槽等の電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解槽の一形式として、特開平７−１８５５４８号公報に示されているように、槽本体内の空間部に互いに対向して位置する一対の電極板を備えるとともに、前記槽本体の側部に設けた供給口から左右に分岐し同槽本体内に供給される被電解水を同槽本体内の空間部の下方部に並列して導びく導入通路を備え、槽本体内に供給される被電解水を、導入通路を通して各電極板の下端側に導いて各電極板の表面全面に沿って上端側へ流動させつつ電解し、生成された電解生成水を槽本体に設けた流出口から流出させる形式のものがある。
【０００３】
当該形式の電解槽は、被電解水を各電極板の表面全面に沿って均一に流動させることにより、かつ、被電解水の不均一な流動に起因する滞留部等での気泡の発生を抑制することにより、電解効率を高めることを意図しているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該形式の従来の電解槽においては、被電解水を槽本体の側部に設けた供給口から槽本体内の空間部の下方部に導びく導入通路においては、行き止まり部位や角状の屈曲部位等、被電解水の流れに乱流や淀みを生じさせる部位が随所にある。これらの部位は、被電解水の電極板の表面全面に沿う均一な流動を阻害し、電解効率の向上を妨げることになる。従って、本発明の目的は、かかる問題に対処することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被電解水を電解処理するための電解槽に関するものであって、槽本体内の空間部に互いに対向して位置する一対の電極板を備えるとともに、前記槽本体の側部に設けた供給口から左右に分岐し同槽本体内に供給される被電解水を同槽本体内の空間部の下方部に並列して導びく導入通路を備え、前記槽本体内に供給される被電解水を、前記導入通路を通して前記各電極板の下端側に導いて同電極板の表面全面に沿って上端側へ流動させつつ電解し、生成された電解生成水を前記槽本体に設けた流出口から流出させる形式の電解槽を適用対象とするものである。
【０００６】
しかして、本発明に係る第１の電解槽は、上記した形式の電解槽であって、前記導入通路の各分岐路における前記供給口から前記槽本体内の空間部の下方部までの間が円滑な屈曲形状に形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明に係る第２の電解槽は、上記した形式の電解槽であって、前記導入通路の分岐基端部における前記供給口に対向する部位に、同供給口から供給される被電解水を前記導入通路の分岐路の左右に分配するための放物線状曲面形状の分配部位を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明に係る第３の電解槽は、上記した形式の電解槽であって、前記導入通路の分岐基端部と接続する前記供給口に、前記分岐路に供給する被電解水を撹拌するための撹拌部位を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係るこれらの各電解槽において、互いに異なる特徴の部位を１または複数備える構成とすることができ、最適な構成としては、第１の電解槽において、第２の電解槽の特徴である分配部位と、第３の電解槽の特徴である撹拌部位をそれぞれ備える構成とすることができる。
【００１０】
また、本発明に係るこれらの各電解槽にあっては、槽本体内の空間部を陽極電解室と陰極電解室に区画するイオン透過可能な隔膜を備える有隔膜電解槽とすることができ、また、槽本体内の空間部を区画するイオン透過可能な隔膜は存在しない無隔膜電解槽とすることができる。
【００１１】
【発明の作用・効果】
本発明に係る第１の電解槽においては、被電解水の導入通路を構成する各分岐路における被電解水の供給口から槽本体内の空間部の下方部までの間が、円滑な屈曲形状に形成されている。このため、導入通路の分岐基端部で左右に分配された被電解水は、円滑な屈曲形状の各分岐路に導かれて槽本体内の空間部の下方部に至り、この間、各分岐路の途中での被電解水の流れにおける乱流や淀みの発生を大きく抑制することができる。従って、当該電解槽にあっては、被電解水は、各電極板の下端側では、その幅方向に偏ることなく略均一に分配され、電極板の表面全面に沿う均一な流動状態を形成し、この結果、被電解水の電解効率が著しく向上することになる。
【００１２】
また、本発明に係る第２の電解槽においては、被電解水の導入通路の分岐基端部における前記供給口に対向する部位に、同供給口から供給される被電解水を導入通路の分岐路の左右に分配するための放物線状曲面形状の分配部位を備えている。このため、供給口か流入する被電解水は、分岐基端部では、何等の衝撃も受けることなく分配部位によって円滑に略均等に分配され、各分岐路の途中での被電解水の流れに発生しがちな乱流や淀みの発生が抑制される。従って、当該電解槽にあっては、被電解水は各電極板の下端側では、その幅方向に偏ることなく略均一に分配され、電極板の表面全面に沿う均一な流動状態を形成し、この結果、被電解水の電解効率が著しく向上することになる。
【００１３】
また、本発明に係る第３の電解槽においては、被電解水の導入通路の分岐基端部と接続する前記供給口に、分岐路に供給する被電解水を撹拌するための撹拌部位を備えている。当該撹拌部位は、供給口から流入する被電解水の流れの慣性力を是正して、各分岐部側へ流れる被電解水の流れの慣性力を略均等なものとする。従って、当該電解槽にあっては、被電解水は各電極板の下端側では、その幅方向に偏ることなく略均一に分配され、電極板の表面全面に沿う均一な流動状態を形成し、この結果、被電解水の電解効率が著しく向上することになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用対象とする形式の電解槽を示しており、図２は、当該電解槽を分解した状態の各構成部材を示している。当該電解槽は有隔膜電解槽であって、槽本体を形成する一対のセル１０ａ，１０ｂ、隔膜２１、一対の電極板２２、一対のスペーサ２３を主要構成部材としている。
【００１５】
両セル１０ａ，１０ｂは、左右対称の形状および構造を有する絶縁性の合成樹脂製のもので、それらの内側面に各電極板２２および各スペーサ２３を配置し、隔膜２１を介在させた状態で互いに重合して結合されていて、各電極板２２、各スペーサ２３および隔膜２１を収容する空間部を有する槽本体を構成している。
【００１６】
各電極板２２は、その一側面の略中央に設けたナット２２ａに、電極端子２２ｂを螺着することにより、各セル１０ａ、１０ｂの内側面に密着した状態に取付けられている。
【００１７】
各スペーサ２３は、絶縁性合成樹脂製の格子状のものであって、図３および図４に示すように、多数本の縦枠部２３ａと、各縦枠部２３ａの上下各端部に固定された一対の横枠部２３ｂにて構成されている。各スペーサ２３は、その上下の横枠部２３ｂを各セル１０ａ，１０ｂの内側面に設けた凹所にはめ込んだ状態で、各電極板２２と隔膜２１間に介在している。これにより、各スペーサ２３は、各電極板２２と隔膜２１間に被電解水の流通路を形成するとともに、各電極板２２と隔膜２１との接触を防止している。
【００１８】
各セル１０ａ，１０ｂにおいては、被電解水を槽本体内の空間部に供給するための供給口１１を下方側部に備え、かつ、電解生成水を槽本体内の空間部から外部へ流出するための流出口１２を上方側部に備えている。また、各セル１０ａ，１０ｂの内側面には、図３および図４に示すように、供給口１１から供給される被電解水を槽本体内の空間部における各電極板２２の下端側に導く導入通路１０ｃを備えている。
【００１９】
導入通路１０ｃは、上下一対の第１，第２横溝１３ａ，１３ｂと、これら両横溝１３ａ，１３ｂを左右の部位にて連結する左右一対の第１，第２縦溝１４ａ，１４ｂからなるもので、これの各横溝１３ａ，１３ｂおよび各縦溝１４ａ，１４ｂが各電極板２２の裏面側に位置して導入通路１０ｃを形成している。
【００２０】
当該導入通路１０ｃにおいては、第１横溝１３ａの左右の略中央部に供給口１１が開口し、かつ、第２横溝１３ｂには各電極板２２と各スペーサ２３の下端部が臨んでいる。これにより、当該導入通路１０ｃは、供給口１１から流入する被電解水を、供給口１１の出口で第１横溝１３ａの左右の方向に分配して、左右の分岐路を形成する各縦溝１４ａ，１４ｂを通して第２横溝１３ｂに導く。すなわち、当該導入通路１０ｃは、供給口１１から槽本体内に供給される被電解水を各電極板２２の下端側に導く。
【００２１】
当該電解槽にあっては、各電極板２２の下端側に導かれた被電解水は、各電極板２２の下端部にて反転してその表面全面に沿って上端側へ流動し、この間、被電解水は電解を受けて電解生成水（電解生成酸性水および電解生成アルカリ性水）となり、各電解生成水は各流出口１２から外部へ流出する。
【００２２】
このように、当該電解槽においては、被電解水を槽本体の側部に設けた供給口１１から槽本体内の空間部の下方部に導びく導入通路１０ｃを備えていて、供給口１１から槽本体内に供給される被電解水を供給口１１の出口で左右に分配して、分岐路を通して各電極板２２の下端側の幅全体に導くようにしている。これにより、当該電解槽においては、電解運転時、被電解水を各電極板２２の表面全面に沿って下端側から上端側へ流動させつつ電解することができて、電解効率を相当程度向上させることができる。
【００２３】
しかしながら、当該電解槽にあっては、被電解水の導入通路１０ｃは、第１横溝１３ａの左右の端部が行き止まり部位１３ａ１，１３ａ２になっているとともに、各縦溝１４ａ，１４ｂと上下の各横溝１３ａ，１３ｂとの連結部が直交する角状屈曲部位になっている。このため、これらの行き止まり部位や角状屈曲部位等では、被電解水の流れに乱流や淀みを生じさせることになり、被電解水の各電極板２２の表面全面に沿う均一な流動が阻害されて、電解効率の著しい向上は期待し得ない。
【００２４】
本発明は、被電解水の導入通路を改良して、電解槽の電解効率を一層向上すべく意図しているものである。本発明の第１の実施形態に係る電解槽では、被電解水の導入通路１０ｃ１を図５および図６に示す構成としている。図５は、図３に対応する、槽本体を構成するセル１０ａ１，１０ｂ１の内側面からみた正面図であり、図６は、槽本体における図５の矢印６−６線方向の縦断側面図である。
【００２５】
導入通路１０ｃ１は、供給口１１を挟んで左右に位置する一対の分岐路１５ａ，１５ｂと、下側通路１５ｃとからなる。各分岐路１５ａ，１５ｂおよび下側通路１５ｃは、セル１０ａ１，１０ｂ１に設けた連通孔にて形成されている。各分岐路１５ａ，１５ｂは、逆Ｌ字状に円滑に屈曲する屈曲形状に形成されている。各分岐路１５ａ，１５ｂは、その分岐基端部にて供給口１１に連結し、かつ、その下端部にて下側通路１５ｃに連結している。下側通路１５ｃは、各電極板２２および各スペーサ２３の下端より下方に延びていて、槽本体内の空間部に開口している。
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係る電解槽においては、被電解水の導入通路１０ｃ１を構成する各分岐路１５ａ，１５ｂおよび下側通路１５ｃにおける被電解水の供給口１１から槽本体内の空間部の下方部までの間が、円滑な屈曲形状に形成されているとともに、行き止まり部位を備えていない。このため、導入通路１０ｃ１の分岐基端部で左右に分配された被電解水は、円滑な屈曲形状の各分岐路１５ａ，１５ｂおよび下側通路１５ｃに導かれて槽本体内の空間部の下方部に至り、この間、各分岐路１５ａ，１５ｂおよび下側通路１５ｃの途中での被電解水の流れには乱流や淀みが生じることがない。
【００２７】
従って、当該電解槽にあっては、被電解水は、各電極板２２の下端側ではその幅方向に偏ることなく略均一に分配され、各電極板２２の表面全面に沿ってその下端側から上端側へ流動する均一な流動状態を形成する。これにより、当該電解槽によれば、被電解水の電解効率が著しく向上することになる。
【００２８】
また、本発明の第２の実施形態に係る電解槽では、被電解水の導入通路１０ｃ２を図７〜図９に示す構成としている。図７は、槽本体を構成するセル１０ａ２，１０ｂ２の内側面からみた図３に対応する正面を示し、図８は、図７の矢印８−８に沿う縦断側面を示し、かつ、図９は、図７の矢印９−９に沿う横断平面を示している。
【００２９】
導入通路１０ｃ２は、供給口１１を挟んで左右に位置する４本の分岐路１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄと、下側通路１６ｅとからなる。各分岐路１６ａ〜１６ｄおよび下側通路１６ｅは、セル１０ａ２，１０ｂ２に設けた連通孔にて構成されている。各分岐路１６ａ〜１６ｄは、逆Ｌ字状に円滑に屈曲する屈曲形状に形成されている。各分岐路１６ａ〜１６ｄは、その分岐基端部にて供給口１１に連結し、かつ、その下端部にて下側通路１６ｅに連結している。下側通路１６ｅは、各電極板２２および各スペーサ２３の下端より下方にて槽本体内の空間部に開口して、各電極番２２の下端部の幅方向に沿って位置している。
【００３０】
当該導入通路１０ｃ２にあっては、分岐基端部における供給口１１に対向する部位に分配部位１６ｆが設けられている。分配部位１６ｆは、全周面が放物線状曲面の円錐形状に形成されているもので、その頂部が供給口１１の中心部に向かって所定長さ突出している。
【００３１】
本発明の第２の実施形態に係る電解槽においては、被電解水の導入通路１０ｃ２を構成する各分岐路１６ａ〜１６ｄおよび下側通路１６ｅにおける被電解水の供給口１１から槽本体内の空間部の下方部までの間が、円滑な屈曲形状に形成されているとともに、行き止まり部位を備えていない。このため、導入通路１０ｃ２の分岐基端部で左右に分配された被電解水は、円滑な屈曲形状の各分岐路１６ａ〜１６ｄおよび下側通路１６ｅに導かれて槽本体内の空間部の下方部に至る。
【００３２】
この間、各分岐路１６ａ〜１６ｄおよび下側通路１６ｃの途中での被電解水の流れにおける乱流や淀みの発生が大きく抑制される。また、供給口１１に対向して設けた分配部位１６ｆは、供給口１１から流入する被電解水を供給口１１の対向面に衝突させることなく左右方向へ略均等に円滑に分配する。このため、流入する被電解水には、対向面の衝突に起因する乱流の発生はなく、かつ、当該乱流に起因する淀みの発生もない。
【００３３】
従って、当該電解槽にあっては、被電解水は、各電極板２２の下端側ではその幅方向に偏ることなく略均一に分配され、各電極板２２の表面全面に沿って下端側から上端側へ流れる均一な流動状態を形成する。これにより、当該電解槽によれば、被電解水の電解効率が著しく向上することになる。
【００３４】
また、本発明の第３の実施形態に係る電解槽では、被電解水の導入通路１０ｃ３を図１０〜図１２に示す構成としている。これらの各図は、第２の実施形態に係る電解槽の図７〜図９に対応するもので、撹拌部位を設けている点を除き、導入通路１０ｃ２と同様に構成されている。従って、当該導入通路１０３については、導入通路１０ｃ２に共通する部位については、１７番台の類似に符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３５】
当該導入通路１０ｃ３は、導入通路１０ｃ２を構成する各分岐路１６ａ〜１６ｄ、下側通路１６ｅ、分配部位１７ｆと同様の各分岐路１７ａ〜１７ｄ、下側通路１７ｅ、分配部位１７ｆと、撹拌部位１７ｇにて構成されている。撹拌部位１７ｇは、供給口１１の入口側に設けられているもので、多数の孔を有する多孔板や網目部を有する多孔板を供給口１１の入口側に固着して形成されている。
【００３６】
本発明の第３の実施形態に係る電解槽においては、被電解水の導入通路１０ｃ３を構成する各分岐路１７ａ〜１７ｄおよび下側通路１７ｅの途中での被電解水の流れにおける乱流や淀みの発生は大きく抑制され、かつ、分配部位１７ｆの作用によって、供給口１１から流入する被電解水は左右の円滑に分配されて対向面への衝突に起因する乱流や淀みの発生はない。
【００３７】
しかも、当該導入通路１０ｃ３においては、被電解水は撹拌部位１７ｇの作用によって、導入通路１０ｃ３への流入直前に撹拌されて流れ方向の慣性力の斑が是正される。このため、当該導入通路１０ｃ３における供給口１１から各電極板２２の下端側に至る被電解水の流れの慣性力は均一化される。
【００３８】
従って、当該電解槽にあっては、被電解水は、各電極板２２の下端側ではその幅方向に偏ることなく略均一に分配され、各電極板２２の表面全面に沿って下端側から上点側へ流れる一層均一な流動状態を形成する。これにより、当該電解槽によれば、被電解水の電解効率が著しく向上することになる。
【００３９】
以上説明した各実施形態に係る電解槽は、いずれも、槽本体内の空間部にイオン透過可能な隔膜を配置して陽極電解室と陰極電解室を形成してなる有隔膜電解槽に本発明を適用した例であるが、本発明は、当該隔膜を有しない無隔膜電解槽に対しても適用し得ることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用対象とする形式の電解槽の縦断面図である。
【図２】同電解槽を分解した状態の縦断側面図である。
【図３】同電解槽を分割した状態のセルを内側からみた正面図である。
【図４】同セルコアの内面側の正面図である。
【図５】本発明の一例に係る電解槽を分割した状態のコアを内側からみた図３に対応する正面図である。
【図６】同電解槽における図５の矢印６−６線に沿う部分縦断側面図である
【図７】本発明の他の一例に係る電解槽を分割した状態のセルを内側からみた図５に対応する正面図である。
【図８】同電解槽における図７の矢印８−８線に沿う部分縦断側面図である。
【図９】同電解槽における図７の矢印９−９線に沿う部分横断平面図である。
【図１０】本発明のさらに他の一例に係る電解槽を分割した状態のセルを内側からみた図７に対応する正面図である。
【図１１】同電解槽における図１０の矢印１１−１１線に沿う部分縦断側面図である。
【図１２】同電解槽における図１０の矢印１２−１２線に沿う部分横断平面図である。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ…セル、１０ａ１，１０ｂ１…セル、１０ａ２，１０ｂ２…セル、１０ａ３，１０ｂ３…セル、１０ｃ，１０ｃ１，１０ｃ２，１０ｃ３…導入通路、１１…供給口、１２…流出口、１３ａ，１３ｂ…横溝、１３ａ１，１３ａ２…行き止まり部位、１４ａ，１４ｂ…縦溝、１５ａ，１５ｂ…分岐路、１５ｃ…下側通路、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ…分岐路、１６ｅ…下側通路、１６ｆ…分配部位、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ…分岐路、１７ｅ…下側通路、１７ｆ…分配部位、１７ｇ…撹拌部位、２１…隔膜、２２…電極板、２２ａ…ナット、２２ｂ…電極端子、２３…スペーサ、２３ａ…縦枠部、２３…横枠部。
【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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