(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔膜の周縁部を挟持する一対のスペーサの背面にそれぞれ形成した凹所に一対の電極板を組付けた状態にて前記隔膜及び両スペーサの周縁部と前記各電極板の両側部を閉ループ状に形成したパッキンの凹所に収容して一体化した組立体を一対のシェル内に収容し、前記パッキンの周縁部を介して前記両シェルを接合して構成され、前記両シェルの内部に供給された水が前記隔膜によって区画形成された一対の電解室にて電気分解されるようにしたことを特徴とする電解槽。
【請求項２】
前記一対の電極板として、二枚一組で成形加工した後に表面処理を施しその中央部にて切断して製作した二枚の電極を採用し、これら二枚の電極板の切断部分を前記パッキンの凹所に収容したことを特徴とする請求項１に記載の電解槽。
【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生成するようにした電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電解槽の一つとして、隔膜を挟持する一対のスペーサの背面に電極板をそれぞれ配設し、これらを一対のシェル内に収容して一対の電解室を形成し、これら各電解室に供給した水を電気分解して酸性水とアルカリ性水を生成するようにしたものがあり、例えば特開平９−７５９４７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９−７５９４７号公報に示されている電解槽においては、一方のシェルに一方の電極板とスペーサを予め組み付けるとともに、他方のシェルに他方の電極板とスペーサを予め組み付けて、これらを隔膜を挟んで接合連結することにより組立られているため、両シェルを隔膜を挟んで接合連結する際に各シェルから各電極板と各スペーサが外れないようにする必要があって、組付性に改善の余地がある。
【０００４】
また、各電極板の全周端面が各電解室に露呈して電解室内の水と接触する構成であり、電気分解の際には各電極板の全周端面でも電気分解が行われるため、各電極板の全周端面にもバリ取り加工や表面処理を施す必要がある。このため、各電極板は一枚づつ製作する必要があり、コスト面でも改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解消するため、隔膜の周縁部を挟持する一対のスペーサの背面にそれぞれ形成した凹所に一対の電極板を組付けた状態にて前記隔膜及び両スペーサの周縁部と前記各電極板の両側部を閉ループ状に形成したパッキンの凹所に収容して一体化した組立体を一対のシェル内に収容し、前記パッキンの周縁部を介して前記両シェルを接合して構成され、前記両シェルの内部に供給された水が前記隔膜によって区画形成された一対の電解室にて電気分解されるようにし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】
本発明による電解槽においては、隔膜の周縁部を一対のスペーサにて挟持し、各スペーサの背面にそれぞれ形成した凹所に各電極板を組付けた状態にて、両スペーサ及び隔膜の周縁部と各電極板の両側部をパッキンの凹所に収容することにより、パッキンにて隔膜、両スペーサ及び両電極板等を容易に一体化することができ、またこれらを一対のシェル内に収容して両シェルを接合連結する際には、これらを一部品として容易に取り扱うことができて、組立作業を容易に行うことができる。
【０００７】
また、本発明の実施にあたって、両電極板として、二枚一組で成形加工した後に表面処理を施しその中央部にて切断して製作した二枚の電極板を採用した場合には、パッキンの凹所に収容される電極板の切断部分が電解水と接触しないため、切断部にバリ取り加工や表面処理を施す必要がなく、各電極板を一枚づつ製作する場合に比して大幅にコスト低減することができる。
【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内に組付けられて収容される隔膜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１１ｇ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１１ｈ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に接合連結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によって周縁部を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の周縁部を挟持する機能と、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成形加工した後に表面処理（焼成メッキ）を施し、その後に図１０に示したように切断部が側部となるように二枚に切断加工して製作したもので、隔膜１３を挟持する両スペーサ１４，１５の各凹所１４ｇ，１５ｇ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、両スペーサ１４，１５の周縁部と隔膜１３の周縁部を収容するとともに両電極板１６，１７の両側部を収容する凹所１８ａ１を有して閉ループ形状に形成された矩形の周縁部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、隔膜１３の周縁部を一対のスペーサ１４，１５にて挟持し、各スペーサ１４，１５の背面に設けた凹所１４ｇ，１５ｇに各電極板１６，１７を組付けた状態にて、両スペーサ１４，１５及び隔膜１３の周縁部と両電極板１６，１７の両側部をパッキン１８の凹所１８ａ１に収容することにより、図１５に示したように、パッキン１８にて隔膜１３、両スペーサ１４，１５及び両電極板１６，１７等を容易に一体化することができ、またこれらを一対のシェル１１，１２内に収容して両シェル１１，１２を接合連結する際には、これらを一部品として容易に取り扱うことができて、組立作業を容易に行うことができる。
【００１９】
また、本実施形態の電解槽においては、両電極板１６，１７として、二枚一組で成形加工した後に表面処理を施し、その後に切断部が側部となるように二枚に切断加工して製作した電極板が採用されていて、パッキン１８の凹所１８ａ１に収容される各電極板１６，１７の側部が切断部となって電解水と接触しないため、切断部にバリ取り加工や表面処理を施す必要がなく、各電極板１６，１７を一枚づつ製作する場合に比して大幅にコスト低減することができる。
【００２０】
また、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。
【００２１】
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】  隔膜、一対のスペーサ及び一対の電極板をパッキンにて一体化した組立体の正面図である。
【符号の説明】
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、１８ａ１…凹所、Ｂ１，Ｂ２…分岐路（絞り通路）、Ｒ１，Ｒ２…電解室。
【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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