本发明涉及一种通过对水进行电解而生成电解氢水的电解水生成装置。
背景技术：
一直以来，已知有如下的电解水生成装置：其具备电解槽，该电解槽具有由固体高分子电解质膜分隔的阳极室和阴极室，该电解水生成装置用于对流入电解槽内的原水进行电解。
在电解水生成装置的阴极室中，生成溶解有氢气的电解氢水。另外，近年来，在电解水生成装置中生成的溶解氢水适合去除血液透析治疗时产生的活性氧并适合减轻患者的氧化应激反应而受到关注(例如，参照专利文献1)。使用电解水的血液透析被称为电解水透析。
在大医院的电解水透析中，为了能够同时治疗多名患者而要求电解氢水的供给能力提高的电解水生成装置。这种电解水生成装置能够通过具备大容量的电解水生成部来实现。
然而，因大容量的电解水生成部而导致电解水生成装置尺寸的大型化，并且难以确保该电解水生成装置的设置空间。另外，期望一种在漏水等情况下能够易于保护用于向大容量的电解水生成部供电的高输出电源部的新型结构的电解水生成装置。
专利文献1：日本专利公开2016-137421号公报
技术实现要素：
本发明是鉴于上述实际情况而提出的，其主要目的在于提供一种即使在狭窄的空间也能够容易进行设置且在漏水等情况下能够易于保护电源部的电解水生成装置。
本发明的电解水生成装置通过对水进行电解而生成电解水，所述电解水生成装置的特征在于，具备：主体框架，用于规定上部、底部、第一侧部及位于与所述第一侧部相反的一侧的第二侧部；电源部，被固定在所述主体框架的所述上部；电解水生成部，在所述电源部的下方空间中被固定在所述主体框架上；电缆，用于将所述电解水生成部和所述电源部电连接；进水管，用于向所述电解水生成部供给电解用的水；和出水管，用于取出在所述电解水生成部中电解后的水。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述电解水生成部以靠近所述第一侧部侧的方式被固定在所述主体框架上。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述电缆通过作为所述电解水生成部与所述第二侧部之间的空间的第二侧部侧空间，并且将所述电解水生成部和所述电源部电连接。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述电解水生成部包括多个电解单元，各所述电解单元包括：基座，被固定在所述主体框架上；和多个电解槽，被固定在所述基座上且由隔膜划分阳极室和阴极室，各所述电解槽沿所述第一侧部在水平方向上排列。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述多个电解单元上下排列。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述多个电解单元沿从所述第一侧部侧朝向所述第二侧部侧的第一水平方向排列。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述主体框架进一步规定与所述第一侧部正交的第三侧部和位于与所述第三侧部相反的一侧的第四侧部，所述多个电解单元沿从所述第三侧部侧朝向所述第四侧部侧的第二水平方向排列。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述主体框架进一步规定与所述第一侧部正交的第三侧部和位于与所述第三侧部相反的一侧的第四侧部，所述电缆被配设为靠近所述第二侧部侧空间的所述第三侧部侧或所述第四侧部侧。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述进水管具有：主进水管；和副进水管，从所述主进水管分支到各所述电解槽，所述副进水管的直径小于所述主进水管的直径，所述主进水管的至少一部分被配设在所述第二侧部侧空间中。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述出水管具有：主出水管；和副出水管，从所述主出水管分支到各所述电解槽，所述副出水管的直径小于所述主出水管的直径，所述主出水管的至少一部分被配设在所述第二侧部侧空间中。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选在所述底部配设有器皿状的储水部。
在本发明所涉及的所述电解水生成装置中，优选所述出水管进一步具备：第一排水管，用于将从所述阳极室取出的水排出到所述主体框架的外部；和第二排水管，从所述储水部延伸且与所述第一排水管连接。
本发明的电解水生成装置具备主体框架、电源部、电解水生成部、电缆、进水管和出水管。主体框架规定上部、底部、第一侧部及位于与第一侧部相反的一侧的第二侧部。电源部被固定在主体框架的上部，电解水生成部在电源部的下方空间中被固定在主体框架上。通过这种电源部及电解水生成部的配置，缩小电解水生成装置的设置面积(占用空间，footprint)，并且容易在狭窄的空间中设置电解水生成装置。另外，由于电源部位于电解水生成部的上方，因此即使在电解水生成部中产生漏水的情况下，也能够抑制对电源部的影响。
附图说明
图1是表示包括本发明的电解水生成装置的透析液调制用水的制备装置的一实施方式的大致结构的立体图。
图2是从后面侧表示图1所示电解水生成装置结构的立体图。
图3是从正面侧表示图1所示电解水生成装置结构的立体图。
图4是表示图1所示电解水生成装置结构的主视图。
图5是表示图1所示电解水生成装置结构的左视图。
图6是表示图4所示一个电解单元及其周边的主视图。
图7是从后面侧表示图3所示进水管的立体图。
图8是从后面侧表示图3所示出水管的立体图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1表示包括本实施方式的电解水生成装置1的透析液调制用水的制备装置100(以下，简称为制备装置100)的大致结构。制备装置100包括前处理装置200、电解水生成装置1及后处理装置300。
前处理装置200被设置在电解水生成装置1的上游侧，通过从原水中去除钙离子和镁离子等硬度成分而进行软水化，进而使用作为微细的多孔性物质的活性炭而从软水中吸附并去除氯等。待供给到前处理装置200中的原水一般使用自来水，但除此之外例如可使用井水、地下水等。
电解水生成装置1通过对经过前处理装置200的水进行电解而生成电解氢水。本实施方式的电解水生成装置1被构造为在电解水透析过程中能够将大量的电解氢水供给到后处理装置300中。
后处理装置300使用反渗透膜对电解氢水进行净化。由反渗透膜净化处理的溶解氢水例如满足作为透析液调制用水的净化标准的iso13959标准，并且作为透析液调制用水而用于透析原液的稀释等中。
如图1所示，电解水生成装置1与上游侧的前处理装置200及下游侧的后处理装置300一同并排设置，以缩小制备装置100的设置空间。例如，如本实施方式那样，从制备装置100的正面观察时，优选以在水平方向上不存在间隙的方式并排设置前处理装置200、电解水生成装置1及后处理装置300。
图2及图3表示电解水生成装置1的大致结构。电解水生成装置1具备主体框架2、电源部3、电解水生成部4、电缆5、进水管6及出水管7。
主体框架2由沿铅直方向延伸的多个纵材21和沿水平方向延伸的多个横材22等构造，该主体框架2用于支撑电源部3、电解水生成部4、电缆5、进水管6及出水管7。对纵材21及横材22应用例如剖面为l字状的角钢材。主体框架2由纵材21及横材22形成为矩形状。主体框架2规定上部23、底部24、第一侧部25、第二侧部26、第三侧部27及第四侧部28。
上部23和底部24在上下方向上位于相反侧。第一侧部25和第二侧部26在第一水平方向h1上位于相反侧。第三侧部27及第四侧部28与第一侧部25及第二侧部26正交。第三侧部27及第四侧部28在与第一水平方向h1正交的第二水平方向h2上位于相反侧。第一侧部25、第二侧部26、第三侧部27及第四侧部28也可以由侧板来覆盖。
电源部3被固定在主体框架2的上部23。在本实施方式中，在上部23只设置有电源部3，未设置电解水生成部4、进水管6及出水管7。由此，能够易于隔离构造主要的电气系统的电源部3和构造水路的电解水生成部4、进水管6及出水管7，并且能够抑制由电解水生成部4等中的漏水引起的电源部3的故障。在电源部3中也可以设置有控制电路(未图示)，该控制电路用于负责包括电解水生成部4的电解水生成装置1整体的控制。
电解水生成部4在电源部3的下方空间中被固定在主体框架2上。通过这种电源部3及电解水生成部4的配置，缩小电解水生成装置1的设置面积，并且容易在有限的空间中设置电解水生成装置1。
另外，由于电源部3位于电解水生成部4的上方，因此即使在电解水生成部4中产生漏水等的情况下，水也不易溅到电源部3，从而抑制对电气电路的影响。
电缆5用于将电解水生成部4和电源部3电连接。经由电缆5，从电源部3向电解水生成部4供应用于电解的电解电流。
进水管6向电解水生成部4供给电解用的水。经过前处理装置200的水经由进水管6被供给到电解水生成部4中。
出水管7用于取出在电解水生成部4的阴极侧电解后的电解氢水并向后处理装置300供给。另外，出水管7包括第一排水管73。第一排水管73用于取出在电解水生成部4的阳极侧电解后的电解氧水并向电解水生成装置1的外部排出。
电解水生成部4以靠近主体框架2的第一侧部25侧的方式被固定在主体框架2上。上述“靠近第一侧部25侧”是指电解水生成部4的中心与主体框架2的中心相比更向第一侧部25侧偏移。由此，电解水生成部4被汇集在第一侧部25侧，能够将大容量的电解水生成部4紧凑地收容在主体框架2的内部。
另一方面，电缆5通过作为电解水生成部4与第二侧部26之间的空间的第二侧部侧空间29，将电解水生成部4和电源部3电连接。由此，容易进行电缆5的维修。
图4表示电解水生成装置1的正面，图5表示电解水生成装置1的左侧面。电解水生成部4包括多个电解单元41。各电解单元41具有：板状的基座42；和多个电解槽43，由隔膜划分阳极室和阴极室。
基座42被固定在主体框架2的横材22上。基座42被构造为能够沿横材22移动。即，通过沿横材22向主体框架2的外侧拉出电解单元41，容易从主体框架2中拆卸电解单元41。此外，通过沿横材22压入新的电解单元41，容易更换电解单元41。
电解槽43例如与日本专利公开2016-159237号公报中公开的结构相同。即，在电解槽43的阳极室及阴极室中分别配设有供电体，隔膜例如使用由具有磺酸基的氟类树脂材料形成的固体高分子电解质膜，该隔膜被形成为在上下方向上较长的矩形状。如图5所示，优选沿第一侧部25在第二水平方向h2(即，从第三侧部27侧朝向第四侧部28侧的方向)上排列各电解槽43。由此，能够在一个电解单元41内紧凑地收容多个电解槽43。
如图4及图5所示，优选多个电解单元41沿电解水生成装置1的上下方向排列。由此，能够与上述的沿第一侧部25在第二水平方向h2上排列的电解槽43相结合，将多个电解单元41紧凑地收容在主体框架2的内侧。
如图4所示，优选多个电解单元41沿第一水平方向h1(即，从第一侧部25侧朝向第二侧部26侧的方向)排列。由此，能够与上述的沿电解水生成装置1的上下方向排列的电解单元41相结合，将多个电解单元41紧凑地收容在主体框架2的内侧。
如图5所示，优选多个电解单元41沿第二水平方向h2排列。由此，能够与上述的沿电解水生成装置1的上下方向及第一水平方向h1排列的电解单元41相结合，将多个电解单元41紧凑地收容在主体框架2的内侧。
优选电缆5靠近第二侧部侧空间29的第三侧部27侧或第四侧部28侧，即，优选电缆5被配设在第二侧部26和第三侧部27所交叉的角部区域29a(参照图3)或第二侧部26和第四侧部28所交叉的角部区域29b(参照图2)中。上述“靠近第三侧部27侧或第四侧部28侧”是指适当捆绑的多个电源缆线的集合体与主体框架2的中心相比更向第三侧部27侧或第四侧部28侧偏移。由此，能够抑制伴随电缆的水淋产生的漏电等
图6放大表示电解单元41及其周边。本实施方式的电缆5被分割为电源部3侧的缆线51和电解水生成部4侧的缆线52。缆线51和缆线52通过配设在角部区域29a及角部区域29b中的端子台53来连接。在缆线51、52及端子台53的周边配设有作为防水罩的隔壁54。隔壁54例如由被压制加工成截面为u字状的金属板构造。这种隔壁54有助于加强主体框架2。
缆线52也可以被构造为能够经由联接器55而分割为电解水生成部4侧和端子台53侧。
图7表示电解水生成装置1内部的进水管6的结构。进水管6具有主进水管61、61a、61b和直径小于主进水管61、61a、61b的直径的副进水管62a、62b。
主进水管61在主体框架2的内部与进水管60连接。主进水管61和进水管60也可以形成为一体。主进水管61a、61b从主进水管61分支。主进水管61a为了向各电解单元41的各电解槽43的阴极室供给水而设置。主进水管61b为了向各电解单元41的各电解槽43的阳极室供给水而设置。
副进水管62a的一端从主进水管61a分支，另一端与各电解槽43(参照图4及图5)的阴极室连接。经过前处理装置200的水依次经由主进水管61、61a及副进水管62a流入各电解槽43的阴极室。副进水管62b的一端从主进水管61b分支，另一端与各电解槽43的阳极室连接。经过前处理装置200的水依次经由主进水管61、61b及副进水管62b，从而也流入各电解槽43的阳极室。
优选在主进水管61b上设置有节流阀61d。由此，能够限制流入阳极室的水(即，成为电解氧水而排出的水)，从而实现水的有效利用。在该情况下，可将主进水管61b的直径设为小于主进水管61a的直径，从而实现电解水生成装置1的小型化及成本降低。
主进水管61a包括沿上下方向延伸的主进水管61c。阴极侧的主进水管61c的直径大于阳极侧的主进水管61b的直径。优选主进水管61a的一部分被配设在第二侧部侧空间29(参照图3)中。在本实施方式中，主进水管61c被配设在第二侧部侧空间29中。
如已叙述那样，由于电解水生成部4靠近第一侧部25侧，因此能够将更大直经的主进水管61c容易配置在第二侧部侧空间29中。另外，能够与电缆5被配设为靠近第三侧部27侧或第四侧部28侧的情况相结合，将主进水管61c配设在第二侧部侧空间29中的被角部区域29a和角部区域29b夹持的中央区域29c中。由此，能够在第二侧部侧空间29中整齐地配置电缆5及主进水管61c，并且能实现电解水生成装置1的小型化的同时提高维护性。此外，由于阳极侧的主进水管61b的直径小于阴极侧的主进水管61c的直径，因此也可以将该阳极侧的主进水管61b配设在第一侧部25侧的空间中。
图8表示电解水生成装置1内部的出水管7的结构。出水管7具有主出水管71a、71b和直径小于主出水管71a、71b的直径的副出水管72a、72b。主出水管71a在主体框架2的内部与出水管70连接。主出水管71a和出水管70也可以形成为一体。主出水管71b在主体框架2的内部与第一排水管73连接。主出水管71b和第一排水管73也可以形成为一体。待取出电解氢水的主出水管71a经由出水管70与后处理装置300连接。待取出电解氧水的主出水管71b经由第一排水管73与排水装置(未图示)连接。
待取出电解氢水的副出水管72a的一端与各电解槽43(参照图4及图5)的阴极室连接，另一端与主出水管71a会聚。待取出电解氧水的副出水管72b的一端与各电解槽43的阳极室连接，另一端与主出水管71b会聚。在各电解槽43的阴极室中电解后的电解氢水依次经由副出水管72a和主出水管71a流入后处理装置300。另一方面，在各电解槽43的阳极室中电解后的电解氢水依次经由副出水管72b和主出水管71b排出。
主出水管71a包括沿上下方向延伸的主出水管71c。供电解氢水流过的主出水管71c的直径大于供电解氧水流过的主出水管71b的直径。优选主出水管71c被配设在第二侧部侧空间29中。在本实施方式中，电解水生成部4靠近第一侧部25侧，因此能够将更大直径的主出水管71c容易配置在第二侧部侧空间29中。另外，能够与电缆5被配设为靠近第三侧部27侧或第四侧部28侧的情况相结合，在第二侧部侧空间29的中央区域29c中配设主出水管71c。由此，能够在第二侧部侧空间29中整齐地配置电缆5及主出水管71c，并且能实现电解水生成装置1的小型化的同时提高维护性。此外，由于阳极侧的主出水管71b的直径小于阴极侧的主出水管71c的直径，因此也可以将该阳极侧的主出水管71b配设在第一侧部25侧的空间中。
如图6所示，在与各电解槽43的阴极室连接的副进水管62a或副出水管72a以及与阳极室连接的副进水管62b或副出水管72b上也可以设置有流量传感器63，该流量传感器63用于检测流过各水管内的水量。在该情况下，电缆5包括用于将从各流量传感器63输出的电信号传递到电源部3的缆线。
如图2所示，优选在底部24配设有器皿状的储水部8。储水部8用于储存在进行电解水生成部4、进水管6及出水管7的维修等时漏出的水。
优选出水管7进一步具备：第一排水管73，用于将从各电解槽43的阳极室中取出的水排出到主体框架2的外部；和第二排水管74，从储水部8延伸且与第一排水管73连接。第二排水管74和第一排水管73也可以形成为一体。由于从储水部8延伸的第二排水管74与第一排水管73连接，因此易于排出储存在储水部8中的水。
以上，对本实施方式的电解水生成装置1进行了详细说明，但本发明并不限定于上述的具体实施方式，可以变更为多种方式来实施。即，电解水生成装置1至少具备：主体框架2，用于规定上部23、底部24、第一侧部25及位于与第一侧部25相反的一侧的第二侧部26；电源部3，被固定在主体框架2的上部23；电解水生成部4，在电源部3的下方空间中被固定在主体框架2上；电缆5，用于将电解水生成部4和电源部3电连接；进水管6，用于向电解水生成部4供给电解用的水；和出水管7，用于取出在电解水生成部4中电解后的水。
附图标记说明
1电解水生成装置
2主体框架
3电源部
4电解水生成部
5电缆
6进水管
7出水管
8储水部
21纵材
22横材
23上部
24底部
25第一侧部
26第二侧部
27第三侧部
28第四侧部
29第二侧部侧空间
29a角部区域
29b角部区域
29c中央区域
41电解单元
42基座
43电解槽
61a主进水管
61b主进水管
62a副进水管
62b副进水管
71a主出水管
71b主出水管
72a副出水管
72b副出水管
73第一排水管
74第二排水管
h1第一水平方向
h2第二水平方向