權(quán)利要求書: 1.一種電解槽,
所述電解槽形成有電解室,待電解的水被供給到所述電解室,在所述電解槽中安裝有:
在所述電解室內(nèi)彼此相對(duì)配置的陽極供電體及陰極供電體;和隔膜,被所述陽極供電體和所述陰極供電體夾持,并且將所述電解室劃分為所述陽極供電體側(cè)的陽極室和所述陰極供電體側(cè)的陰極室,所述電解槽的特征在于,
所述陽極供電體、所述陰極供電體及所述隔膜在與所述電解室內(nèi)的水流正交的剖面上被形成為波形狀,
所述電解槽的朝向所述電解室側(cè)的內(nèi)表面在與水流正交的剖面上具有:第一內(nèi)表面部,在所述陽極供電體側(cè)被設(shè)置為向所述電解槽的外方遠(yuǎn)離所述陽極供電體,并且沿所述陽極供電體被形成為波形狀;和第二內(nèi)表面部,在所述陰極供電體側(cè)被設(shè)置為向所述電解槽的外方遠(yuǎn)離所述陰極供電體,并且沿所述陰極供電體被形成為波形狀,以波形狀的所述第一內(nèi)表面部的相位和波形狀的所述陽極供電體的相位一致的方式,平行配置有所述第一內(nèi)表面部和所述陽極供電體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解槽,在所述內(nèi)表面上形成有:
第一凸?fàn)畈?,從所述第一?nèi)表面部向所述陽極供電體側(cè)突出,并且與所述陽極供電體抵接;和
第二凸?fàn)畈?,從所述第二?nèi)表面部向所述陰極供電體側(cè)突出,并且與所述陰極供電體抵接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解槽,所述第一凸?fàn)畈颗c所述第二內(nèi)表面部相對(duì),所述第二凸?fàn)畈颗c所述第一內(nèi)表面部相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電解槽,所述第一凸?fàn)畈垦厮鲫枠O室內(nèi)的水流延伸,所述第二凸?fàn)畈垦厮鲫帢O室內(nèi)的水流延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電解槽,所述第一凸?fàn)畈繌乃鲫枠O室的一端部至另一端部連續(xù)形成,所述第二凸?fàn)畈繌乃鲫帢O室的一端部至另一端部連續(xù)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解槽,所述第一內(nèi)表面部被形成于在所述隔膜的厚度方向上距所述陽極供電體規(guī)定距離處,所述第二內(nèi)表面部被形成于在所述隔膜的厚度方向上距所述陰極供電體規(guī)定距離處。
7.一種電解水生成裝置,其特征在于,具備權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的所述電解槽。
說明書: 電解槽及電解水生成裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種通過對(duì)水進(jìn)行電解而生成電解氫水的電解槽及具備該電解槽的電解水生成裝置。
背景技術(shù)[0002] 一直以來,已知有如下的電解水生成裝置(例如,參照專利文獻(xiàn)1):其具備電解槽,該電解槽具有由隔膜分隔的陽極室和陰極室,該電解水生成裝置通過對(duì)導(dǎo)入電解槽內(nèi)的自
來水等原水進(jìn)行電解來生成電解氫水。
[0003] 在電解水生成裝置的陰極室中生成的還原性電解氫水有望在改善胃腸癥狀方面發(fā)揮優(yōu)異效果。另外,近年來,溶解有通過上述電解在陰極室中生成的氫氣的電解氫水適合
去除活性氧而受到關(guān)注。
[0004] 但是,為了提高電解氫水的氫溶解濃度,需要增加電解槽中的氫氣產(chǎn)生量,并且需要使產(chǎn)生的氫氣高效地溶解于電解水中。為了使氫氣高效地溶解于電解水中,使電解槽內(nèi)
的水的流速分布均勻化很重要。
[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本專利第5639724號(hào)公報(bào)[0006] 圖8是放大表示用與水流正交的剖面剖切與專利文獻(xiàn)1所示的電解槽同等的結(jié)構(gòu)的電解槽104的剖視圖。在電解槽104中,陽極供電體41、隔膜43及陰極供電體42的層壓體45
在與電解室內(nèi)的水流正交的剖面上被形成為波形狀。與此相對(duì)地,電解槽104的內(nèi)表面151、
161被形成在夾著層壓體45彼此平行相對(duì)的一對(duì)平面P1、P2上。因此,陽極供電體41與內(nèi)表
面151之間的距離D11、D12、D13與距第二凸?fàn)畈?3的距離相應(yīng)地變動(dòng),陰極供電體42與內(nèi)表
面161之間的距離D21、D22、D23也與距第一凸?fàn)畈?3的距離相應(yīng)地變動(dòng)。其結(jié)果,陽極供電
體41與內(nèi)表面151之間的距離以及陰極供電體42與內(nèi)表面161之間的距離不均勻,從而流過
各供電體41、42與內(nèi)表面151、161之間的水的流速不均勻。
[0007] 更具體而言,在第一凸?fàn)畈?3附近,由于陰極供電體42與內(nèi)表面161之間的距離D21較小,因此陰極供電體42表面上的水流緩慢,在局部上難以供給充足量的水。其結(jié)果,例
如在增加向各供電體41、42供給的電解電流而在陰極供電體42的表面上產(chǎn)生大量氫氣的情
況下,有可能在第一凸?fàn)畈?3附近,陰極室40B的電解氫水的氫溶解濃度局部地接近飽和
值。在這種情況下,在陰極供電體42的表面上產(chǎn)生的氫氣有時(shí)難以溶解于水中,氣泡狀的氫
氣與電解氫水一同從陰極室40B流出,有可能阻礙整個(gè)陰極室40B內(nèi)的氫溶解濃度的提高。
發(fā)明內(nèi)容[0008] 本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況而提出的,其主要目的在于提供一種電解槽及電解水生成裝置,其通過使流過各供電體與電解槽的內(nèi)表面之間的水的流速均勻化,能夠容易提
高氫溶解濃度。
[0009] 本發(fā)明的第一發(fā)明為一種電解槽,所述電解槽形成有電解室,待電解的水被供給到所述電解室,在所述電解槽中安裝有:在所述電解室內(nèi)彼此相對(duì)配置的陽極供電體及陰
極供電體;和隔膜,被所述陽極供電體和所述陰極供電體夾持,并且將所述電解室劃分為所
述陽極供電體側(cè)的陽極室和所述陰極供電體側(cè)的陰極室,所述電解槽的特征在于,所述陽
極供電體、所述陰極供電體及所述隔膜在與所述電解室內(nèi)的水流正交的剖面上被形成為波
形狀,所述電解槽的朝向所述電解室側(cè)的內(nèi)表面具有:第一內(nèi)表面部,在所述陽極供電體側(cè)
被設(shè)置為向所述電解槽的外方遠(yuǎn)離所述陽極供電體,并且沿所述陽極供電體被形成為波形
狀;和第二內(nèi)表面部,在所述陰極供電體側(cè)被設(shè)置為向所述電解槽的外方遠(yuǎn)離所述陰極供
電體,并且沿所述陰極供電體被形成為波形狀。
[0010] 在本發(fā)明所涉及的所述電解槽中,優(yōu)選在所述內(nèi)表面上形成有:第一凸?fàn)畈?,從所述第一?nèi)表面部向所述陽極供電體側(cè)突出,并且與所述陽極供電體抵接;和第二凸?fàn)畈?,?br>
所述第二內(nèi)表面部向所述陰極供電體側(cè)突出,并且與所述陰極供電體抵接。
[0011] 在本發(fā)明所涉及的所述電解槽中,優(yōu)選所述第一凸?fàn)畈颗c所述第二內(nèi)表面部相對(duì),所述第二凸?fàn)畈颗c所述第一內(nèi)表面部相對(duì)。
[0012] 在本發(fā)明所涉及的所述電解槽中,優(yōu)選所述第一凸?fàn)畈垦厮鲫枠O室內(nèi)的水流延伸,所述第二凸?fàn)畈垦厮鲫帢O室內(nèi)的水流延伸。
[0013] 在本發(fā)明所涉及的所述電解槽中,優(yōu)選所述第一凸?fàn)畈繌乃鲫枠O室的一端部至另一端部連續(xù)形成,所述第二凸?fàn)畈繌乃鲫帢O室的一端部至另一端部連續(xù)形成。
[0014] 在本發(fā)明所涉及的所述電解槽中,優(yōu)選所述第一內(nèi)表面部被形成于在所述隔膜的厚度方向上距所述陽極供電體規(guī)定距離處,所述第二內(nèi)表面部被形成于在所述隔膜的厚度
方向上距所述陰極供電體規(guī)定距離處。
[0015] 本發(fā)明的第二發(fā)明為一種電解水生成裝置,其特征在于,具備權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的所述電解槽。
[0016] 在本發(fā)明的第一發(fā)明的電解槽中,隔膜被陽極供電體和陰極供電體夾持,陽極供電體、陰極供電體及隔膜在與電解室內(nèi)的水流正交的剖面上被形成為波形狀。并且,電解槽
的朝向電解室側(cè)的內(nèi)表面具有:第一內(nèi)表面部,在陽極供電體側(cè)被設(shè)置為向電解槽的外方
遠(yuǎn)離陽極供電體;和第二內(nèi)表面部,在陰極供電體側(cè)被設(shè)置為向所述電解槽的外方遠(yuǎn)離所
述陰極供電體。第一內(nèi)表面部沿陽極供電體被形成為波形狀,第二內(nèi)表面部沿陰極供電體
被形成為波形狀。因此,陽極供電體與第一內(nèi)表面部之間的距離以及陰極供電體與第二內(nèi)
表面部之間的距離被均勻化,流過各供電體與各內(nèi)表面部之間的水的流速被均勻化。由此,
在電解室中產(chǎn)生的氣體在整個(gè)電解室中能夠容易溶解于電解水中,并且容易提高氫溶解濃
度。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第二發(fā)明的電解水生成裝置,與上述第一發(fā)明同樣,在電解室中產(chǎn)生的氣體在整個(gè)電解室中能夠容易溶解于電解水中,并且容易提高氫溶解濃度。
附圖說明[0018] 圖1是表示本發(fā)明的電解水生成裝置的一實(shí)施方式的大致結(jié)構(gòu)的方框圖。[0019] 圖2是圖1的電解槽的組裝前的立體圖。[0020] 圖3是表示圖2中的第一外殼片及第二外殼片的立體圖。[0021] 圖4是用與水流正交的剖面剖切圖2的電解槽的剖面圖。[0022] 圖5是放大表示圖4的電解槽的剖面圖。[0023] 圖6是用與水流正交的剖面剖切圖2的電解槽的剖面圖。[0024] 圖7是放大表示圖2的電解槽的變形例的剖面圖[0025] 圖8是用與水流正交的剖面剖切現(xiàn)有的電解槽的主要部分的剖面圖。具體實(shí)施方式[0026] 下面,基于附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。[0027] 圖1示出本實(shí)施方式的電解水生成裝置1的大致結(jié)構(gòu)。電解水生成裝置1可用于家庭飲用和烹飪用水的生成以及血液透析用透析液的生成。
[0028] 電解水生成裝置1具備:電解槽4,形成有電解室40,待電解的水被供給到該電解室40;陽極供電體41及陰極供電體42,被彼此相對(duì)配置在電解室40內(nèi);和隔膜43,被配設(shè)在陽
極供電體41與陰極供電體42之間。在電解槽4的上游側(cè)或下游側(cè)也可以設(shè)置有其他電解槽。
另外,還可以與電解槽4并列地設(shè)置有其他電解槽。對(duì)于另行設(shè)置的電解槽,也可適用與電
解槽4同等的結(jié)構(gòu)。
[0029] 隔膜43將電解室40劃分為陽極供電體41側(cè)的陽極室40A和陰極供電體42側(cè)的陰極室40B。通過向電解室40的陽極室40A和陰極室40B這兩個(gè)室供給水,并對(duì)陽極供電體41和陰
極供電體42施加直流電壓,從而在電解室40內(nèi)發(fā)生水的電解。
[0030] 隔膜43使由電解產(chǎn)生的離子通過,并且陽極供電體41和陰極供電體42經(jīng)由隔膜43電連接。隔膜43例如使用由具有磺酸基的氟類樹脂制成的固體高分子材料等。
[0031] 電解水生成裝置1進(jìn)一步具備:控制單元6,用于控制電解槽4;進(jìn)水部7,設(shè)置于電解槽4的上游側(cè);和出水部8,設(shè)置于電解槽4的下游側(cè)。
[0032] 控制單元6例如具有CPU(CentralProcessingUnit:中央處理器)和存儲(chǔ)器等,其中,該CPU執(zhí)行各種運(yùn)算處理和信息處理等,該存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用于負(fù)責(zé)CPU操作的程序和各種
信息。
[0033] 在陽極供電體41與控制單元6之間的電流供給線路上設(shè)置有電流檢測(cè)單元44。電流檢測(cè)單元44也可以設(shè)置在陰極供電體42與控制單元6之間的電流供給線路上。電流檢測(cè)
單元44用于檢測(cè)供給到供電體41、42的電解電流,并將相當(dāng)于其值的信號(hào)輸出到控制單元6
中。
[0034] 控制單元6基于從電流檢測(cè)單元44輸入的信號(hào),對(duì)施加到陽極供電體41與陰極供電體42之間的電壓進(jìn)行反饋控制。例如,在電解電流過大的情況下,控制單元6減小上述電
壓,在電解電流過小的情況下,控制單元6增加上述電壓。由此,能夠適當(dāng)控制供給到供電體
41、42的電解電流。
[0035] 進(jìn)水部7具有供水管71、流量傳感器72、分支部73和流量調(diào)整閥74等。供水管71例如與凈水盒(未圖示)連接,并且將供給有由凈水盒凈化后的水的水引導(dǎo)到電解室40中。流
量傳感器72設(shè)置于供水管71上。流量傳感器72定期檢測(cè)供給到電解室40中的水的每單位時(shí)
間的流量(以下,有時(shí)僅記載為“流量”)F,并將相當(dāng)于其值的信號(hào)輸出到控制單元6中。
[0036] 分支部73將供水管71分支為供水管71a、71b這兩管。流量調(diào)整閥74將供水管71a、71b與陽極室40A或陰極室40B連接。在控制單元6的管理下,通過流量調(diào)整閥74對(duì)供給到陽
極室40A和陰極室40B中的水的流量進(jìn)行調(diào)整。為了提高水的利用效率,流量調(diào)整閥74對(duì)供
給到陽極室40A和陰極室40B中的水的流量進(jìn)行調(diào)整。由此,有時(shí)在陽極室40A與陰極室40B
之間會(huì)產(chǎn)生壓力差。
[0037] 在本實(shí)施方式中,由于流量傳感器72設(shè)置于分支部73的上游側(cè),因此檢測(cè)出供給到陽極室40A中的水的流量和供給到陰極室40B中的水的流量的總和、即供給到電解室40中
的水的流量F。
[0038] 出水部8具有流路切換閥81、吐水管82和排水管83等。流路切換閥81將陽極室40A和陰極室40B與吐水管82或排水管83選擇性地連接。在電解水生成裝置1用于生成血液透析
用透析液的情況下,在陰極室40B中生成的電解氫水經(jīng)由吐水管82被供給到過濾處理用的
反滲透膜模塊和用于稀釋透析原液的稀釋裝置等中。
[0039] 控制單元6控制施加到陽極供電體41和陰極供電體42的直流電壓的極性。例如,控制單元6基于從流量傳感器72輸入的信號(hào),對(duì)供給到電解室40中的水的流量F進(jìn)行累計(jì),若
達(dá)到規(guī)定的累計(jì)值,則切換施加到陽極供電體41和陰極供電體42的直流電壓的極性。伴隨
此,陽極室40A和陰極室40B被相互交替。當(dāng)切換直流電壓的極性時(shí),控制單元6使流量調(diào)整
閥74和流路切換閥81同步操作。由此,總是連接陰極室40B和吐水管82,從而在陰極室40B中
生成的電解氫水從吐水管82吐出。
[0040] 圖2是配置有電解槽4的組裝前的主要部件的組裝前的立體圖。電解槽4具有陽極供電體41側(cè)的第一外殼片50和陰極供電體42側(cè)的第二外殼片60。通過固定接合彼此相對(duì)配
置的第一外殼片50和第二外殼片60,從而在其內(nèi)部形成電解室40(參照?qǐng)D1)。
[0041] 電解槽4在電解室40內(nèi)收容有通過疊放陽極供電體41、隔膜43和陰極供電體42而成的層壓體45。
[0042] 陽極供電體41和陰極供電體42分別被形成為片材狀。通過這種陽極供電體41和陰極供電體42,能夠在大面積下對(duì)水進(jìn)行電解,并且提高氫氣的產(chǎn)生效率。
[0043] 陽極供電體41和陰極供電體42分別被構(gòu)造為水能夠在其厚度方向上往返。陽極供電體41和陰極供電體42可使用例如金屬網(wǎng)等網(wǎng)狀金屬。這種網(wǎng)狀的陽極供電體41和陰極供
電體42夾持隔膜43的同時(shí),能夠使水遍及到隔膜43的表面,從而促進(jìn)電解室40內(nèi)的電解。另
外,網(wǎng)狀的陽極供電體41和陰極供電體42通過與隔膜43一同靈活變形,從而抑制隔膜43的
損傷。因此,優(yōu)選由厚度及線寬小的網(wǎng)狀金屬形成陽極供電體41和陰極供電體42。在本實(shí)施
方式中,作為陽極供電體41和陰極供電體42,可適用在鈦制金屬網(wǎng)的表面上形成有鍍鉑層
的供電體。鍍鉑層防止鈦的氧化。
[0044] 在陽極供電體41上設(shè)置有貫通第一外殼片50并向電解槽4的外部突出的供電端子41a。在供電端子41a上例如經(jīng)由密封件41b、襯套41c和螺母41d、41e安裝有端子41f。同樣,
在陰極供電體42上也設(shè)置有貫通第二外殼片60并向電解槽4的外部突出的供電端子42a。在
供電端子42a上例如經(jīng)由密封件42b、襯套42c和螺母42d、42e安裝有端子42f。端子41f、42f
被連接到圖1所示的控制單元6。經(jīng)由供電端子41a、42a及端子41f、42f,對(duì)陽極供電體41和
陰極供電體42施加直流電壓。
[0045] 在具有使用了固體高分子材料的隔膜43的電解槽4中,生成中性的電解水。通過水在電解室40內(nèi)進(jìn)行電解,在陰極室40B中獲得溶解有氫氣的電解氫水,在陽極室40A中獲得
溶解有氧氣的電解氧水。在隔膜43的兩表面上形成有由鉑構(gòu)成的鍍層43a。鍍層43a與陽極
供電體41和陰極供電體42抵接并電連接。
[0046] 隔膜43在電解室40內(nèi)被陽極供電體41和陰極供電體42夾持。因此,隔膜43的形狀通過陽極供電體41和陰極供電體42來保持。根據(jù)這種隔膜43的保持結(jié)構(gòu),由陽極室40A與陰
極室40B之間產(chǎn)生的壓力差引起的應(yīng)力的大部分由陽極供電體41和陰極供電體42來承擔(dān),
從而減小施加到隔膜43的應(yīng)力。由此,即使在陽極室40A與陰極室40B之間產(chǎn)生較大的壓力
差的狀態(tài)下操作電解水生成裝置1,也不會(huì)在隔膜43上產(chǎn)生較大的應(yīng)力。因此,能夠抑制隔
膜43的損傷,并且容易提高水的利用效率。
[0047] 另外,由于隔膜43被陽極供電體41和陰極供電體42夾持,因此能夠減小隔膜43的鍍層43a與陽極供電體41之間以及鍍層43a與陰極供電體42之間的接觸電阻,并且抑制電壓
降。由此,能夠通過充足的電解電流I來促進(jìn)電解室40內(nèi)的電解,從而生成氫溶解濃度高的
電解氫水。
[0048] 如圖2所示,在陽極供電體41和陰極供電體42的外周緣的外側(cè)設(shè)置有用于防止水從第一外殼片50與第二外殼片60的接合面漏出的密封部件46。隔膜43的外周部被密封部件
46夾持。
[0049] 各外殼片50和60例如由合成樹脂形成。各外殼片50和60被形成為在沿電解室40內(nèi)的水流的縱向上長(zhǎng)的長(zhǎng)方形狀。伴隨此,電解室40被形成為在縱向上長(zhǎng)的長(zhǎng)方形狀。由于
這種縱長(zhǎng)形狀的電解室40,電解槽4內(nèi)的流路較長(zhǎng)。其結(jié)果,在陰極室40B中產(chǎn)生的氫氣能夠
容易溶解于陰極室40B內(nèi)的水中,并且提高氫溶解濃度。
[0050] 圖3的(a)是從朝向電解室40側(cè)的內(nèi)表面?zhèn)扔^察的、第一外殼片50的立體圖,圖3的(b)是從朝向電解室40側(cè)的內(nèi)表面?zhèn)扔^察的、第二外殼片60的立體圖。
[0051] 第一外殼片50具有第一內(nèi)表面部51。第一內(nèi)表面部51被設(shè)置為向電解槽4的外方遠(yuǎn)離陽極供電體41。陽極供電體41與第一內(nèi)表面部51之間的空間構(gòu)造陽極室40A。同樣,第
二外殼片60具有第二內(nèi)表面部61。第二內(nèi)表面部61被設(shè)置為向電解槽4的外方遠(yuǎn)離陰極供
電體42。陰極供電體42與第二內(nèi)表面部61之間的空間構(gòu)造陰極室40B。
[0052] 在第一內(nèi)表面部51的外緣部形成有接合面51A,在第二內(nèi)表面部61的外緣部形成有接合面61A。通過使接合面51A和61A彼此對(duì)接緊貼,從而固定接合第一外殼片50和第二外
殼片60。在接合面51A的內(nèi)側(cè)設(shè)置有電解部52。電解部52通過第一內(nèi)表面部51從接合面51A
起沿第一外殼片50的厚度方向凹陷而形成。同樣,在接合面61A的內(nèi)側(cè)設(shè)置有電解部62。電
解部62通過第二內(nèi)表面部61從接合面61A起沿第二外殼片60的厚度方向凹陷而形成。電解
部52構(gòu)造陽極室40A,電解部62構(gòu)造陰極室40B。
[0053] 圖4表示在與沿電解室40內(nèi)的水流的縱向正交的橫向H上剖切電解槽4的剖面。圖5放大表示圖4所示剖面中的層壓體45、第一內(nèi)表面部51及第二內(nèi)表面部61。
[0054] 如圖4及圖5所示,陽極供電體41、陰極供電體42及隔膜43在與電解室40內(nèi)的水流正交的橫向H的剖面上被形成為波形狀。
[0055] 第一內(nèi)表面部51沿陽極供電體41被形成為波形狀。即,以波形狀的第一內(nèi)表面部51的相位和波形狀的陽極供電體41的相位一致的方式,平行配置有第一內(nèi)表面部51和陽極
供電體41。因此,陽極供電體41與第一內(nèi)表面部51之間的距離被均勻化,從而流過陽極供電
體41與第一內(nèi)表面部51之間的水的流速被均勻化。由此,在陽極室40A中產(chǎn)生的氧氣在整個(gè)
陽極室40A中能夠容易溶解于電解水中,并且容易提高氧溶解濃度。
[0056] 同樣,第二內(nèi)表面部61沿陰極供電體42被形成為波形狀。因此,陰極供電體42與第二內(nèi)表面部61之間的距離被均勻化,從而流過陰極供電體42與第二內(nèi)表面部61之間的水的
流速被均勻化。由此,在陰極室40B中產(chǎn)生的氫氣在整個(gè)陰極室40B中能夠容易溶解于電解
水中,并且容易提高氫溶解濃度。
[0057] 如圖3至圖5所示,在第一外殼片50內(nèi)表面上配設(shè)有多個(gè)第一凸?fàn)畈?3。各第一凸?fàn)畈?3從第一內(nèi)表面部51向陽極供電體41側(cè)突出,并且在電解部52沿縱向延伸且沿垂直
于縱向的橫向H并排配設(shè)。另一方面,在第二外殼片60的內(nèi)表面上配設(shè)有多個(gè)第二凸?fàn)畈?br>
63。各第二凸?fàn)畈?3也從第二內(nèi)表面部61向陰極供電體42側(cè)突出,并且在電解部62沿縱向
延伸且沿垂直于縱向的橫向H并排配設(shè)。
[0058] 各第一凸?fàn)畈?3的前端部在陽極室40A與陽極供電體41抵接,并將陽極供電體41向第二外殼片60側(cè)按壓。另一方面,各第二凸?fàn)畈?3的前端部在陰極室40B與陰極供電體42
抵接,并將陰極供電體42向第一外殼片50側(cè)按壓。因此,層壓體45從其兩表面被各第一凸?fàn)?br>
部53及各第二凸?fàn)畈?3夾持。
[0059] 沿電解槽4的橫向H彼此交替且等間隔地設(shè)置有第一凸?fàn)畈?3和第二凸?fàn)畈?3。由此,當(dāng)固定接合第一外殼片50和第二外殼片60時(shí),能夠通過第一凸?fàn)畈?3及第二凸?fàn)畈?3
將層壓體45、即陽極供電體41、陰極供電體42及隔膜43矯正為大致相同波長(zhǎng)的波形狀并支
撐。
[0060] 第一凸?fàn)畈?3及第二凸?fàn)畈?3的形狀及配置為任意形狀及配置。例如,各第一凸?fàn)畈?3沿陽極室40A內(nèi)的水流的縱向延伸。并且,各第一凸?fàn)畈?3沿橫向H并排配設(shè)。這種
第一凸?fàn)畈?3不會(huì)阻礙在陽極室40A內(nèi)沿縱向流動(dòng)的水的移動(dòng)。
[0061] 同樣,各第二凸?fàn)畈?3沿陰極室40B內(nèi)的水流的縱向延伸。并且,各第二凸?fàn)畈?3沿橫向H并排配設(shè)。這種第二凸?fàn)畈?3不會(huì)阻礙在陰極室40B內(nèi)沿縱向流動(dòng)的水的移動(dòng)。
[0062] 此外,第一凸?fàn)畈?3被形成為從陽極室40A的一端部(在圖3中為電解部52的上端部即第一集水路56附近的區(qū)域)至另一端部(在圖3中為電解部52的下端部即第一分水路54
附近的區(qū)域)連續(xù)的肋狀。第二凸?fàn)畈?3也被形成為從陰極室40B的一端部(在圖3中為電解
部62的上端部即第二集水路66附近的區(qū)域)至另一端部(在圖3中為電解部62的下端部即第
二分水路64附近的區(qū)域)連續(xù)的肋狀。通過這種第一凸?fàn)畈?3及第二凸?fàn)畈?3,在縱向上
能夠在大范圍內(nèi)均勻地按壓陽極供電體41及陰極供電體42。由此,充分地確保隔膜43與各
供電體41、42之間的接觸壓力,并且降低隔膜43與各供電體41、42之間的接觸電阻。另外,由
于隔膜43與各供電體41、42之間的接觸壓力被均勻化,因此電解電壓被均勻化,產(chǎn)生的氫氣
分布均勻。因此,在未將施加于各供電體41、42的電解電壓設(shè)為過大的情況下,能夠易于獲
得充足的電解電流I,并且容易提高氫氣的產(chǎn)生效率。
[0063] 優(yōu)選第一凸?fàn)畈?3及第二凸?fàn)畈?3被形成為上述的肋狀,但如上述專利文獻(xiàn)1的圖9或圖10所示,第一凸?fàn)畈?3及第二凸?fàn)畈?3也可以是沿縱向離散設(shè)置的形式。
[0064] 如圖5所示,在該第一外殼片50及第二外殼片60中,第一凸?fàn)畈?3經(jīng)由層壓體45與第二內(nèi)表面部61相對(duì),第二凸?fàn)畈?3經(jīng)由層壓體45與第一內(nèi)表面部51相對(duì)。由于層壓體45
被第一凸?fàn)畈?3向第二外殼片60側(cè)按壓而突出,因此陰極供電體42向陰極室40B側(cè)突出。此
外,在發(fā)明中,由于第二內(nèi)表面部61沿陰極供電體42被形成為波形狀,因此第二內(nèi)表面部61
在與第一凸?fàn)畈?3相對(duì)的部位沿第二外殼片60的厚度方向凹陷。另一方面,由于層壓體45
被第二凸?fàn)畈?3向第一外殼片50側(cè)按壓而突出,因此陽極供電體41向陽極室40A側(cè)突出。此
外,在本發(fā)明中,由于第一內(nèi)表面部51沿陽極供電體41被形成為波形狀,因此第一內(nèi)表面部
51在與第二凸?fàn)畈?3相對(duì)的部位沿第一外殼片50的厚度方向凹陷。
[0065] 在本實(shí)施方式中,雖然在夾在相鄰的第一凸?fàn)畈?3之間的整個(gè)區(qū)域形成有第一內(nèi)表面部51,但也可以在夾在相鄰的第一凸?fàn)畈?3之間的一部分區(qū)域形成有第一內(nèi)表面部
51。第二內(nèi)表面部61也與第一內(nèi)表面部51同樣。
[0066] 如圖5所示,優(yōu)選第一內(nèi)表面部51被形成為在隔膜43的厚度方向上距陽極供電體41規(guī)定距離D1。根據(jù)這種第一內(nèi)表面部51,在陽極室40A中橫向H的每單位長(zhǎng)度的流路剖面
面積分布均勻,流過陽極供電體41與第一內(nèi)表面部51之間的水的流速更加均勻。由此,在陽
極室40A中產(chǎn)生的氧氣在整個(gè)陽極室40A中能夠容易溶解于電解水中,并且容易提高氧溶解
濃度。
[0067] 同樣,優(yōu)選第二內(nèi)表面部61被形成為在隔膜43的厚度方向上距陰極供電體42規(guī)定距離D2。根據(jù)這種第二內(nèi)表面部61,在陰極室40B中橫向H的每單位長(zhǎng)度的流路剖面面積分
布均勻,流過陰極供電體42與第二內(nèi)表面部61之間的水的流速更加均勻。由此,在陰極室
40B中產(chǎn)生的氫氣在整個(gè)陰極室40B中能夠容易溶解于電解水中,并且容易提高氫溶解濃
度。
[0068] 在本實(shí)施方式中,基于供給到電解室40中的水的流量F的累計(jì)值等,切換供電體41、42的極性,因此優(yōu)選距離D1及距離D2被設(shè)定為彼此相等。
[0069] 圖6表示在沿電解室40內(nèi)的水流的縱向上剖切電解槽4的剖面。第一外殼片50在電解部52的上游側(cè)具有第一分水路54及第一斜面部55,并且在電解部52的下游側(cè)具有第一
集水路56及第一斜面部57。第一分水路54將從接頭91流入的水分支并向電解部52供給。第
一斜面部55被設(shè)置在第一分水路54與電解部52之間。通過第一斜面部55使從第一分水路54
向電解部52流入的水流順暢。第一集水路56收集從電解部52流出的水并向接頭93供給。第
一斜面部57被設(shè)置在第一集水路56與電解部52之間。通過第一斜面部57使從電解部52向第
一集水路58流出的水流順暢。
[0070] 同樣,第二外殼片60在電解部62的上游側(cè)具有第二分水路64及第二斜面部65,并且在電解部62的下游側(cè)具有第二集水路66及第二斜面部67。由于第二分水路64、第二斜面
部65、第二集水路66及第二斜面部67與第一分水路54、第一斜面部55、第一集水路56及第一
斜面部57同等,因此省略其說明。
[0071] 圖7表示作為電解槽4的變形例的電解槽4A。在圖7所示的變形例中,對(duì)以下未說明的部分可采用上述的電解槽4的結(jié)構(gòu)。電解槽4A與圖4所示的電解槽4的不同點(diǎn)在于,在經(jīng)由
層壓體45與第二凸?fàn)畈?3相對(duì)的位置上附加有第一凸?fàn)畈?3,并且在經(jīng)由層壓體45與第一
凸?fàn)畈?3相對(duì)的位置上附加有第二凸?fàn)畈?3。
[0072] 在電解槽4A中,層壓體45從其兩表面被第一凸?fàn)畈?3和第二凸?fàn)畈?3夾持,該第一凸?fàn)畈?3和該第二凸?fàn)畈?3被配置在經(jīng)由層壓體45彼此相對(duì)的位置上。由此,能夠充分
確保隔膜43與各供電體41、42之間的接觸壓力,并且降低隔膜43與各供電體41、42之間的接
觸電阻。因此,在未將施加于各供電體41、42的電解電壓設(shè)為過大的情況下,能夠易于得到
充足的電解電流I,并且容易提高氫氣的產(chǎn)生效率。
[0073] 以上,對(duì)本實(shí)施方式的電解水生成裝置1進(jìn)行了詳細(xì)說明,但本發(fā)明并不限定于上述的具體實(shí)施方式,可以變更為多種方式來實(shí)施。即,電解水生成裝置1至少具備:電解槽4,
形成有電解室40,待電解的水被供給到所述電解室40;陽極供電體41及陰極供電體42,被彼
此相對(duì)配置在電解室40內(nèi);和隔膜43,被陽極供電體41和陰極供電體42夾持,并且將電解室
40劃分為陽極供電體41側(cè)的陽極室40A及陰極供電體42側(cè)的陰極室40B,陽極供電體41、陰
極供電體42及隔膜43在與電解室40內(nèi)的水流正交的剖面上被形成為波形狀,電解槽4的朝
向電解室40側(cè)的內(nèi)表面具有:第一內(nèi)表面部51,在陽極供電體41側(cè)被設(shè)置為向電解槽4的外
方遠(yuǎn)離陽極供電體41,并且沿陽極供電體41被形成為波形狀;和第二內(nèi)表面部61,在陰極供
電體42側(cè)被設(shè)置為向電解槽4的外方遠(yuǎn)離陰極供電體42,并且沿陰極供電體42被形成為波
形狀。
[0074] 附圖標(biāo)記說明[0075] 1電解水生成裝置[0076] 4電解槽[0077] 40電解室[0078] 40A陽極室[0079] 40B陰極室[0080] 41陽極供電體[0081] 42陰極供電體[0082] 43隔膜[0083] 51第一內(nèi)表面部[0084] 53第一凸?fàn)畈縖0085] 62第二內(nèi)表面部[0086] 63第二凸?fàn)畈?
聲明:
“電解槽及電解水生成裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)