专利名称：电解水生成装置及用于它的带隔膜的电极组的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种间歇式的电解水生成装置及用于它的带隔 膜的电极组，该电解水生成装置将含有电解质的水溶液供给到 电解槽进行电解而生成电解水，该电解槽在离子透过性隔膜的 两侧配置阳才及和阴才及。
背景技术：
电解水生成装置通过使在水中溶解了少量氯系电解物质的 水溶液(被电解水)进行电解，从而生成酸性的电解水和碱性
的电解水。要使用该电解水生成装置生成电解水时，首先，由 隔膜分隔电解槽内部，将其分成阳极槽和阴极槽，将阳极板配 置在阳极槽内，将阴极板配置在阴极槽内。然后，在将溶解了 少量氯系电解物质的水溶液水供给到阳极槽和阴极槽内后，使 直流在阳极与阴极间流动。这样，^皮电解水;波电解，可从阳极 槽获得含有有效氯的酸性电解水，从阴极槽获得含有氢氧化钠 的碱性电解水(例如参照专利文献l )。此时，在一定的电解条
件下，可获得pH (氬离子浓度)2.0~ 3.5的酸性电解水，氢离 子浓度10.5~ 12.0的碱性电解水。另外，有效氯指具有杀菌效 果的氯系物质，在酸性电解水中含有HCIO(次氯酸)、C10—(次 氯酸离子)等有效氯。
在这里，作为^皮电解水， <吏用在水中溶解了0.2%以下的 NaCl的水溶液，生成的酸性电解水的pH为2.2 2.7,包含有 效氯浓度20 ~ 60mg/kg，在该情况下，生成的强酸性电解水祐: 厚生劳动省认可为食品添加物。
可是，在以往的电解水生成装置中，已知有间歇式电解水生成装置，该电解水生成装置小型、可移动地构成，不论在哪
里都可简便地生成电解水。例如，在日本特开2003-159591号 公报(专利文献l)记载了这样的电解水生成装置，该电解水 生成装置在电解槽内配置对离子透过性隔膜进行固定的隔膜固 定板，在由该隔膜固定板将电解槽分隔成2个槽的各槽内分别 配置电极(阳极板、阴极板)。
分隔电解槽的隔膜固定板例如使用对聚苯硫材料通过注射 成形法制造。其理由在于，对聚苯硫为耐热性、耐药品性优良 的材料，而且强度、刚性高，所以，可由注射成形法制造尺寸 稳定性优良的隔膜固定板。另外，使用在对聚苯硫添加了玻璃 纤维的材料(玻璃纤维强化对聚笨硫)由注射成形法还可制造 出更高强度、高刚性、尺寸稳定性优良(不易变形)的隔膜固 定板。
另外，在以往的电解水生成装置中，当就这样固定电极板 的极性持续进行电解时，由碳酸钙、碳酸镁等碱性化合物的析 出物构成的结垢附着于阴极侧的电极板，电解效率逐渐下降。 为此，在电解效率下降了的情况下，由切换电极板的极性后进 行电解的清洗模式使附着于电极板的结垢溶解而清洗电极，恢 复下降了的电解效率(例如专利文献2)。
专利文献l:曰本净争开2003-159591号^^艮
专利文献2:日本特开平11-314089号公报
发明内容
然而，使用玻璃纤维强化对聚苯硫材料由注射成形法制造 的隔膜固定板的使用、清洗模式的使用存在以下的问题。
注射成形法的问题为注射成形的难度和成形费用的增大。 使用玻璃纤维强化对聚苯硫制造的隔膜固定板具有优良的特性
6(高强度、高刚性、尺寸稳定性)，但为了实现该特性，需要在 注射成形时将玻璃纤维均勻地分散到隔膜固定板中和制造致密 的注射成形体。为了满足该条件，需要高度的注射成形技术。 为此，由注射成形法制造隔膜固定板的制造商受到限制。另夕卜， 当使用高强度、高刚性的玻璃纤维强化对聚苯硫材料时，模具、 成型机的磨损变差变快。为此，模具的寿命变短，成型机的维 修也需要频繁进行，所以，隔膜固定板的制造价格上升。因此， 在使用玻璃纤维强化对聚苯硫材料的情况下，制造商受到限制， 制造价格上升，为此，不能轻易、廉价地委托隔膜固定板的制 造。另外，使用玻璃纤维强化对聚苯硫材料通过注射成形法制 造的隔膜固定板有时缺乏长期稳定性。这是因为，玻璃纤维浸 入到强酸性的电解水中，当长期使用该隔膜固定板时，玻璃纤 维逐渐溶解，有时在隔膜固定板中形成裂紋而损伤。
另 一方面，使用清洗模式使下降了的电解效率恢复时可列 举出这样一些问题，即，随着结垢的附着，获得的电解水的性 能逐渐降低、在按清洗模式溶解结垢的期间不能生成电解水等。 为此，希望通过减轻结垢的附着而减少电解水性能的下降、减 少清洗模式的使用次数。
本发明就是为了解决上述现有技术的问题而作出的，其目 的在于提供一种在反复制造电解水的情况下可长期获得稳定特 性的电解水的电解水生成装置和其使用的带隔膜的电极组。
用于达到上述目的的本发明的电解水生成装置具有以下的 构成。即，电解水生成装置对含有电解质的水溶液进行电解，
生成酸性电解水和碱性电解水；其特征在于具有离子透过性 隔膜、隔膜保持板、2个电极、间隔保持部件、及夹具；该离 子透过性隔膜将电解槽分离成阳极部与阴极部；该隔膜保持板 固定上述隔膜；该2个电极分离地分别配置于上述隔膜的两侧；该间隔保持部件配置于上述隔膜保持板上的两侧，用于将上述 隔膜与上述电极的间隔保持为预先决定的间隔，在第l表面与
上述隔膜接触，在与上述第l表面相反侧的第2表面与上述2个 电极接触；该夹具利用弹性将分离地分别配置于上述隔膜两侧 的2个电极分别推压到上述间隔保持部件上进行固定。
在这里，例如上述隔膜保持板优选具有保持上述隔膜的周 围部分的隔膜保持框和配置有上述间隔保持部件的开口部。
在这里，例如上述间隔保持部件优选为在上述开口部配置 成格子孔状的肋。
在这里，优选在上述肋的格子孔状的交叉部配置具有预定 高度的突起，上述隔膜与上述电极的间隔由从上述肋到上述突 起的高度决定。
在这里，例如优选上述肋的接触于上述电才及的部分的面积 的比例在上述电才及的面积的15%以下。
在这里，例如优选上述隔膜保持板与上述间隔保持部件通 过使用耐蚀性的聚丙烯材料的成形加工 一体制作。
在这里，例如优选上述隔膜保持板具有用于固定上述夹具 的夹具固定槽，上述夹具具有夹具基部和锥形的夹具前端部， 上述夹具通过将上述夹具基部嵌入到上述夹具固定槽而固定于 上述间隔保持部件。
在这里，例如优选上述隔膜、上述隔膜保持板、上述2个 电极、上述夹具形成为一体，形成将上述电解槽分离成阳极部 与阴极部的带隔膜的电极组。
在这里，例如优选上述带隔膜的电极组具有锥形，上述电 解槽具有第l固定部和第2固定部；该第l固定部具有固定上述 锥形的带隔膜的电极组的锥形槽；该第2固定部具有固定上述 夹具前端部的锥形的槽。在这里，例如优选在上述带隔膜的电极组的与上述第l固 定部接触的部分上配置耐蚀性的填密，该填密使得上述阳极部 与阴极部的电解水不相互混合地进行密闭。
在这里，例如优选上述夹具使用多个。
在这里，例如优选上述填密由含有三元氟橡胶的氟化合物 形成。
另外，本发明提供一种用于电解水生成装置的带隔膜的电 极组，该电解水生成装置对含有电解质的水溶液进行电解，生
成酸性电解水和碱性电解水；其特征在于具有离子透过性隔 膜、隔膜保持板、2个电极、间隔保持部件、及夹具；该离子 透过性隔膜将电解槽分离成阳极部与阴极部；该隔膜保持板固 定上述隔膜；该2个电极分离地分别配置于上述隔膜的两侧； 该间隔保持部件配置于上述隔膜保持板上的两侧，用于将上述 隔膜与上述电极的间隔保持为预先决定的间隔，在第l表面与 上述隔膜接触，在与上述第l表面相反侧的第2表面与上述2个 电极接触；该夹具利用弹性将分离地分别配置于上述隔膜两侧 的2个电极分别推压到上述间隔保持部件上进行固定；上述隔 膜、上述隔膜保持板、上述2个电极、上述夹具形成为一体， 形成将上述电解槽分离成阳极部与阴极部的带隔膜的电极组。
按照本发明，可提供一种在反复制造电解水的情况下可长 期获得稳定特性的电解水的电解水生成装置和其使用的带隔膜 的电核j且。
本发明的其它特征和优点可由参照附图的以下说明得知。 另外，在附图中，相同或同样的构成带有相同参照附图标记。
附图包含于说明书中，构成其一部分，表示本发明的实施方式，与其说明一起用于说明本发明的原理。
图1A为说明带隔膜的电极组的整体构成的立体图。 图1B为图1A的带隔膜的电极组的主视图和剖视图。 图1C为图1B的剖视图的中央附近的局部放大图。 图2A为说明将0型圈安装于第2隔膜保持板的工序的图。 图2B为说明在将隔膜安装于第2隔膜保持板后将第1隔膜
保持板重合到第2隔膜保持板的工序的图。
图2C为说明重合第1隔膜保持板与第2隔膜保持板的状态的图。
图2D为说明在重合第l隔膜保持板与第2隔膜保持板的状 态下将电解水防漏用的填密设置于与电解槽的接触部的图。
图2 E为说明在将阴极板和阳极板设置于2个隔膜保持板的
两侧后用夹具固定阴极板和阳极板的工序。
图3为说明设置带隔膜的电极组之前的电解槽的构成的图。
图4为说明设置了带隔膜的电极组的电解槽的构成的图。 图5为说明电解水生成装置的整体构成的图。 图6为说明电解水生成装置内部的电解槽与水箱的位置关 系的图。
图7为说明电解槽与驱动部的连接关系和驱动部将在电解 槽中生成的电解水取出的动作的图，说明驱动部使多级空心管 伸长、打开电解槽的开闭阀和水箱开闭部的状态(阳极部)和 驱动部使多级空心管收缩、关闭电解槽的开闭岡和水箱开闭部 的状态(阴极部)。
图8为说明驱动部与水箱的连接关系和将在电解槽中生成 的电解水移送到各水箱的动作的图，说明驱动部使多级空心管 伸长、打开电解槽的开闭阀和水箱开闭部的状态(阴极部)和
10驱动部使多级空心管收缩、关闭电解槽的开闭阀和水箱开闭部 的状态(阳极部)。
附图标记的i^明
10、电解水生成装置；11-1、水箱(阴极水)；11-2、水 箱(阳极水)；12、主体上盖；13、刻度；14、固定部；15、 电解槽；16、阳极部；17、阴极部；18、箱体部；19、夹具固 定部；20、电解水取出口； 21、电解槽取出口； 22、电解水取 出口的开闭阀；23、电解水取出口的开闭阀；24、多级空心管 (水箱开闭部的开闭管)；25、多级空心管(水箱开闭部的开 闭管)；26、驱动部；27、第l轴；28、第2轴；29、第3轴； 30、第4轴；100、带隔膜的电极组；101、夹具；102a、阳极 板；102b、阴极板；103、隔膜；104、填密；105a、第l隔膜 保持板；105b、第2隔膜保持板；107a、阳极端子；107b、阴 极端子；109-1、 109-2、格子孔状肋；110、单向阀；111、 球槽；112-1、 112-2、突起；113、槽；114-1、 114-2 、 电 极支承台；115、 O型圏；117、特氟隆(注册商标)精密球； 118、单向阀盖。
具体实施例方式
下面，说明本实施方式的带隔膜的电才及组和使用该带隔膜 的电^l组的电解水生成装置。在以下的"i兌明中，作为电解水生 成装置的一例，使用间歇式电解水生成装置进行说明，该电解 水生成装置在电解槽中对2升的原料水溶液(将少量NaCl溶解 到水中后的被电解水)进行电解，从阳极部生成含有有效氯的 强酸性电解水(阳极水)，从阴极部生成强碱性电解水(阴极水)。
然而，本发明不限于此。例如只要使用本发明的电解槽的 带隔膜的电极组进行电解，则也可为连续式的电解水生成装置。足本发明的技术思想，则其 构成、配置可适时变更。 [特征]
首先，说明本实施方式的带隔膜的电极组的特征。图1A(立 体图)、图1B(主视图、剖视图)、图1C (局部放大图)表示带 隔膜的电极组的一例。
本实施方式的带隔膜的电极组的特征在于设置在电解槽 中，将电解槽分离成阳极部和阴极部；隔膜保持板从两侧夹住 将电解槽分离成阳极部与阴极部的离子透过性隔膜而将其固 定，将2个电极离开地分别配置到隔膜的两侧，用弹性材料制 作夹具，用夹具利用其弹性将该2个电极推压到该隔膜保持板， 在将电极间的距离保持恒定的状态下对其进行固定。
隔膜保持板由保持隔膜的周围部分的隔膜保持框和作为隔 膜保持框以外的部分的开口部构成，在开口部配置将隔膜与电 极的间隔保持为预定间隔的间隔保持部。形成于隔膜保持板的 开口部的间隔保持部如图1C所示那样由格子孔状肋(109-1、 109-2 )和形成于格子孔状肋的交叉部上的突起(112-1、 112-2 ) 构成，夹具101夹住2个电极(102a、 102b)，利用弹性将其推 压到隔膜保持板上。为此，当用夹具夹住2个电极推压到隔膜 保持板上时，各电极与对应的突起接触，格子孔状肋接触于对 应的隔膜表面。结果2个电极隔着隔膜保持板的间隔保持部和 隔膜相互固定，所以，2个电极间的距离保持恒定。
使用本实施方式的带隔膜的电极组的电解水生成装置通过
形成为上述的构成，将2个电极间的距离稳定地在电解期间保 持恒定，可抑制在电极间的距离变得不稳定的情况下发生的结 垢的附着，所以，即使反复制造电解水，也可一直获得稳定性 能的电解水，可延长需要实施用于恢复电解效率的清洗模式之
12前的期间(时间间隔)。例如，即使没有清洗模式而反复进行
100次2升电解水的制造，获得的酸性电解水的有效氯量也一直 稳定为40 60ppm，未发现电解水的性能变差。
另外，隔膜保持板使用耐药品性和成形性比玻璃纤维强化 对聚苯硫材料优良的聚丙蹄材料由注射成形法 一 体成形，所以， 成形加工变得容易，可减少模具、成形机的损伤。另外，还可 增大制造商的委托选择范围。另外，具有弹性的聚丙烯材料与 玻璃纤维强化对聚苯硫相比强度、刚性稍低(软)，但在本实施 方式的带隔膜的电极组中，形成为使用夹具利用弹性将2个电 极推压到间隔保持部来固定为恒定间隔的构造和借助自由伸缩 的填密将隔膜保持板推压到隔膜保持板进行固定的构造，减小 了隔膜保持板的变形。
下面，说明本实施方式的带隔膜的电极组，接着，说明使 用本实施方式的带隔膜的电极组的电解水生成装置。
图1A、图1B表示本实施方式的带隔膜的电极组100的整体 构成的 一例。图1A为说明带隔膜的电极组IOO的整体构成的立 体图，图1B为图1A的带隔膜的电极组的主视图和剖视图。另夕卜， 在图1B的剖视图中，为了容易看图，省略了隔膜(参照图1C)。 带隔膜的电极组100设置于后述的电解槽15的固定部14，将电 解槽15分离成阳极部16与阴极部17,由夹具IOI、具有阳极端 子107a的阳极板102a、具有阴极端子107b的阴招j反102b 、隔 膜103、填密104、第l隔膜保持板105a、第2隔膜保持板105b 等构成。
第l隔膜保持板105a (参照图2B)和第2隔膜保持板105b (参照图2A)具有类似的形状，由保持隔膜103的周围部分的 隔月莫^f呆持冲匡120-l、 120—2禾口开口吾卩121-1、 121-2才勾成。第l和第2隔膜保持板10 5 a 、 10 5 b使用耐药品性和成形性优良的聚 丙烯材料通过注射成形法一体成形，在其间夹住隔膜103进行 组合，/人而固定隔膜103。在开口部121-1、 121-2处配置将隔 膜103间和各电极的间隔保持为预定间隔的间P鬲^f呆持部122-1、 122-2。
图1C为图1B的剖视图的带隔膜的电极组IOO的中央附近 的局部》文大图。间隔保持部122-1、 122-2如图1C所示那样由 格子孔状肋109-1、 109-2和形成于格子孔状肋的交叉部(参照 图2B )上的突起112-1、 112-2构成。当用夹具101夹住2个电 极时，2个电极102a、 102b由夹具101的弹簧机构推压到隔膜 保持板105a、 105b上，电极102a、 102b与对应的突起112-1 、 112-2接触，格子孑U犬肋109-1、 109-2与隔膜103接触。结果， 2个电极102a、 102b隔着间隔保持部122-1、 122-2和隔膜103 由夹具101推压而固定，所以，2个电极间的距离保持恒定。
在图1C的例子中，隔膜103、阳招j反102a和阴才及板102b 的厚度为0.5mm,电极间的距离恒定地保持为5.5mm。隔膜103 配置在带隔膜的电极组IOO的中央部，由配置于隔膜103周边部 的O型圈115 (参照图2A )保持为平面状而且不从间隙漏出电 解水。
接着，说明构成上述带隔膜的电极组100的各部件。 [隔膜保持板图2A、图2B]
第l和第2隔膜保持板105a、 105b具有图2A和图2B所示类 似的形状，通过相互重合形成带隔膜的电极组IOO。关于各隔 膜保持板的大小，在对2升的原料水溶液进行电解的情况下， 例如纵向(电解槽的深度方向)约为100mm,横向(电解槽的 宽度方向)约为130mm。各隔膜保持板使用耐药品性和成形性 优良的聚丙烯材料由注射成形法 一 体成形。第2隔膜保持板105b如图2A所示那样，由保持隔膜的框 120-1、 0型圏115、保持0型圏的槽113、支承电极的电极支承 台114-1、保持隔膜的带状的格子孔状肋109-1、配置在格子孔 状肋109-1的交叉部的与电极接触的一侧的突起112-1、将从阴 极部上方供给的原冲牛水溶液供给到阳极部的单向阀110、及保 持特氟隆(注册商标)精密球117的球槽111构成。第l隔膜保 持板105a如图2B所示那样，由保持隔膜的框120-2、支承电极 的电极支承台114-2、保持隔膜的带状的格子孔状肋109-2、配 置在，各子孔状肋109-2的交叉部的与电招j妻触的 一 侧的突起 112-2、单向阀盖118、及特氟隆(注册商标)精密球117构成。
间隔保持部122-1、 122-2由格子孑L状肋109-1、 102-2和 突起112-1、 112-2构成，如图2A、 2B所示那样，配置在开口 部121-1、 121-2，将隔膜103保持于平面上，而且将2个电极 (阳极板和阴极板)102a、 102b间的距离保持恒定。但是，当 间P鬲保持部122-l、 122-2接触于对应的电极(阳极板和阴极板) 102a、 102b的部分的面积比例大时，电^^的实际可利用的有效 面积减少，在各电极发生的氢、氯气滞留于格子孔状肋上的比 例增加，电解效率下降。为此，在本实施方式中，i殳定为肋部 的整个面积处于电^^及的整个面积的15%以下， -使电解为高效率。 如示出一例，格子孔状肋109-1、 109-2按如图所示那样的格子 孔状的形状配置于开口部121-1、 121-2处，其宽度为lmm左 右，高度为1.5mm左右，突起112-1、 112_2具有圓柱状的形状， 直径和高度例如约为lmm。
单向阀110、球槽lll、特氟隆(注册商标)精密球117和 单向阀盖118将从阴极部供给的原料供给水按恒定方向供给至ij 阳极部，防止供给的原料供给水的倒流。即，单向阀110的球 槽lll保持特氟隆(注册商标)精密球117,在其上配置单向阀盖118,从而对特氟隆(注册商标)精密球117的动作进行控制。 电极支承台114-1、 114-2分别为保持阴极板102b和阳极板 102a的台。
0型圈115具有图2 A所示形状，由耐蚀性的三元氟橡胶制 作。0型圈115设置于0型圏用的槽113中，当组合第1和第2隔 膜保持板105a、 105b而形成带隔膜的电极组100时，对隔膜103 进行密闭保持。
隔膜103为由无纺布构成的离子透过性薄膜。关于隔膜103 的大小，在对2升的原料水溶液进行电解的情况下，例如纵向 约为100mm, ^黄向约为130mm，厚度为0.5mm。
阳极板102a和阴极板102b为图1A所示那样的具有阳极端 子107a和阴极端子107Tb的钛制的薄板。关于阳极板102a和阴 极板102b的电极部分的大小，在分别对2升的原料水溶液进行 电解的情况下，例如纵向(电解水的深度方向)约为90mm， 横向(电解水的宽度方向)约为100mm，厚度为0.5mm。另夕卜， 本实施方式的例子的电^L间的间隔为5.5mm，电才及与隔膜的间 隔分别为2.75mm。
夹具101具有图2E所示那样的夹具基部101a和夹具前端 部101b，夹具基部101a的宽度优选与电极间的距离相同或稍
形成。夹具101由于具有弹性，因此将2个电极间的距离保持为 恒定。即，夹具101可利用夹具的弹性将离开地分别配置于隔 膜两侧的2个电极推压到间隔保持部而加以固定。另外，夹具IOI通过嵌入到后述的图3的夹具固定部19中，可由间隔保持部 强有力地推压2个电极来对其进行固定。另外，图2E所示夹具 IOI的数量和其形状为一例，根据电解槽15的大小，可适时改 变其数量和其形状。
下面根据图2A ~图2E说明使用上述各部件制造带隔膜的 电极组100的工序。
首先，如图2A所示，将O型圈115嵌入到第2隔膜保持板 105b的0型圏用的槽113中。然后，如图2B所示那样，将隔膜 103如图所示那样安装到第2隔膜保持板105b上。接着，将特氟 隆(注册商标)精密球117放到球槽111后，使第l隔膜保持板 105a按图的箭头方向移动，重叠到第2隔膜保持板105b,如图 2C所示那样组装带隔膜的电极组IOO。接着，如图2D所示那样， 在组合了第1隔膜保持板10 5 a与第2隔膜保持板10 5 b的状态下 将防止电解水泄漏用的填密104设置到与电解槽接触的部分。 接着，如图2E所示那样，在第l隔膜保持板105a和第2隔膜保 持板105b的两侧将阴极板102b和阳极板102a酉己置于电极支承 台114-1、 114-2上。此后，由夹具101夹住2个电才及，利用弹性 将其推压到隔膜保持板上对其进行固定。即，将夹具基部101a 嵌入到夹具固定槽120a、 120b中，利用弹性将夹具前端部101b 推压到阴极板102b和阳极板102a上进行固定。结果，可制造图 1A所示带隔膜的电极组IOO。
接着，根据图3、图4说明将上述带隔膜的电极组100配置 于电解槽15中的方法。
图3为说明设置带隔膜的电极组100之前的电解槽15的构 成的图，图4为说明设置了带隔膜的电极组100的电解槽15的构
17成的图。另外，在以下的说明中，对于电解槽15的大小，作为 一例，说明电解槽15的大小为2升，阳极部16为1750ml，阴极 部为250ml的情况的例子。在这里，如示出电解槽15的大小的 一例，长度约为140mm，高度约为100mm,宽度为约130mm (阳极部)和约37mm (阳极部)。
如图3所示，在电解槽15的两端部的壁侧分别配置具有锥 形的固定部14，在电解槽15的中央部的底部配置2个夹具固定 部19。另外，夹具固定部19的数量可相应于夹具的数量变更。 因此，通过在固定部14嵌入带隔膜的电极组100,将电解槽15 分割成阳极部16与阴才及部15。
图4表示由带隔膜的电极组IOO将电解槽15分隔成阳极部 16与阴才及部17的状态。带隔膜的电^1组100借助耐蚀性的三元 氟橡胶制的填密104固定于2个固定部14间。此时，填密104收 缩，将带隔膜的电极组100贴紧固定部14而固定，因此，防止 电解水爿t人该间隙的泄漏。另外，在电解槽15内如图3所示那样 配置夹具固定部19，固定将2个电极间的距离保持恒定的夹具 固定部19,使得该固定部19不发生移动。结果，带隔膜的电极 组100由固定部14和夹具固定部19固定，使得位置不产生偏移， 所以，即使从外部对带隔膜的电极组100施力，电极间的距离 也大体保持恒定。
另外，在阳才及部16和阴极部17的底部分别配置电解水取出 口 20、 21。电解水取出口 20、 21将原料水溶液供给到电解槽15, 当在电解槽15中对原料水溶液进行电解而生成电解水时，由电 解水取出口的开闭阀22、 23 (参照图7)关闭。另外，当在电 解槽15中由被供给的原料水溶液的电解完成电解水的生成时， 通过打开电解水取出口的开闭阀22、 23,将生成的电解水供给 到阳极水用水箱11-2和阴极水用水箱11-1。将该生成的电极水供给到阳极水用水箱11-2和阴极水用水箱ll-l的方法在后面说明。
通过将由上述方法制造的带隔膜的电极组10 0嵌入到图3 所示的固定部14和夹具固定部19中，完成图4所示的电解槽15。 接着，说明使用上述带隔膜的电极组100的电解水的制造方法。
图5为说明电解水生成装置10的整体构成的图，图6为说明 电解水生成装置内部的电解槽与水箱的位置关系的图。如图6 所示，在电解水生成装置10上部的主体上盖12下配置电解槽 15,在电解槽15的下部配置阴极水用和阳^l水用水箱11-1、 11-2。刻度13表示电解槽15中的电解水量。
在由本电解水生成装置10生成电解水的情况下，首先，将 原料水溶液供给到图4的电解槽15的阴极部17。这样，从阴极 部17经过单向阀110 (图2A)将原料水溶液供给到阳极部16。
接着，在电解槽15内通过电解生成与各种用途相应的pH、 有效氯量不同的电解水。为了由本电解水生成装置获得所期望 的pH、有效氯量，例如改变电解时间进行即可。作为一例，在 制造p H为3.5的酸性电解水的情况下，将2升的原料水溶液(含 少量的氯化钠)装入到电解槽中，进行2分钟的电解即可，在 制造pH为2.5的更强酸性电解水的情况下，进行10分钟的电解 即可。
电解结束后，为了防止生成的阳极水与阴极水的混合，驱 动部(AC螺线管)立即工作，打开设置于电解水取出口20、 21的电解水耳又出口的开闭阀22、 23，同时，开闭管24、 25伸长 到水箱开闭部，打开水箱ll-l、 11-2的各水箱开闭部。然后， 将生成的各电解水移送到密闭性良好的各水箱中保持。详细情 况使用图7、图8在后面说明。
19[电解水从电解槽向水箱的供给图7、图8] 下面，根据图7和图8说明将在电解槽15中生成的电极水 (阳极水和阴极水)供给到阳极水用水箱11-2和阴极水用水箱 ll-l的工序。
图7为说明电解槽15与驱动部26的连接关系和驱动部26将 由电解槽15中生成的电解水(阳极水和阴极水)取出的动作的 图。在图7中，为了容易理解，未表示带隔膜的电极组IOO。
图7的阴极部(左侧)表示驱动部26使多级空心管收缩， 使开闭阀23朝电解槽15的下方向移动，关闭电解水取出口 21 的状态。在该状态下，多级空心管(水箱开闭部的开闭管)25 由于保持于水箱ll-l的上方，所以，水箱开闭部2(参照图8的 阳极部)成为关闭的状态。因此，形成为将多级空心管24、 25 收缩的状态，将原料水溶液注入到电解槽15中。接着，在电解 槽15中进行电解，分别在阳极部16和阴极部17生成电解水。另 一方面，图7的阳极部16 (右侧)表示驱动部264吏多级空心管 伸长，使开闭阀22朝电解槽15的上方向移动而打开电解水取出 口20的状态。在该状态下，配置于水箱11-2上方的多级空心管 (水箱开闭部的开闭管)24朝下方向移动，成为打开水箱开闭 部2(参照图8的阴极部)的状态。在这样驱动部使多级空心管 伸长的状态下，将在电解槽15中生成的阳极水从电解水取出口 20经由水箱开闭部2供给到水箱11-2中。
图8为说明驱动部2 6与水箱11 -1 、 11 - 2的连接关系和将在 电解槽15中生成的电解水供给到水箱的动作的图。
图8的阳极部(右侧)表示驱动部26使多级空心管收缩， 使开闭阀22朝电解槽15的下方向移动，关闭电解水取出口20 的状态。在该状态下，多级空心管(水箱开闭部的开闭管)24保持于水箱l的上方，所以，形成为关闭水箱开闭部2的状态。 在这样形成驱动部收缩多级空心管、关闭电解水取出口20的状 态(电解水取出口20也同样关闭的状态)后，将原料水溶液注 入到电解槽15中。然后，在电解槽15中进行电解，分别在阳极 部和阴才及部生成电解水。另一方面，图8的阴才及部17 (左侧) 表示在生成电解水后，驱动部26使多级空心管伸长，使开闭阀 23朝电解槽15的上方向移动，打开电解水耳又出口 21的状态。在 该状态下，配置于水箱ll-2上方的水箱开闭部的开闭管(多级 空心管)25朝下方向移动，形成打开水箱开闭部2的状态。结 果，在电解槽15中生成的电解水(阴极水)从打开的电解水取 出口21经由水箱开闭部2供给到水箱11中。另外，在电解槽15 中生成的电解水(阳极水)也由同样的方法供给到水箱11-2中。
接着，对已在图7和图8中说明的驱动部2 6进行详细说明。 驱动部26如图8所示那样存在进行阴极水的控制和阳极水的控 制的相同构造的2系统(多级空心管24、 25)，但在以下的说明 中，主要以阴极水的控制(多级空心管25)为例进行说明。驱 动部26由驱动部26、多级空心管25、第1轴27、第2轴28、第3 轴29、及第4轴30构成。多级空心管25具有第l端部25a和相反 侧的第2端部25b，第l端部25a连接到开闭阀23,驱动部可改变 第l端部25a和第2端部25b间的长度。另夕卜，多级空心管的第l 端部25a与第3轴29相连"^妄，多级空心管的第2端部25b (水箱开 闭部的开闭管)与第4轴30相连接，第3轴29与第2轴28相连接， 第2轴28与第1轴27相连接，第l轴27与驱动部26相连接。驱动 部26通过改变第3轴29与第4轴30的距离，可改变多级空心管25 的长度。另外，电解水取出口的开闭阀23与水箱开闭部的开闭 管25配置在同 一直线上。
为此，驱动部26如图7的左侧那样4吏第3轴29与第4轴30相互接触(使多级空心管收缩)地驱动时，电解水取出口的开闭
阀23朝下部方向移动，同时，水箱开闭部的开闭管25朝上部方 向移动，为此，电解水取出口 21和水箱开闭部2成为关闭状态。 另一方面，如图7右侧那样，驱动部261吏第3轴29与第4轴30相 互离开(使多级空心管伸长)地驱动，则电解水取出口的开闭 阀22朝上部方向移动，同时，水箱开闭部的开闭管24朝下部方 向移动，所以，电解水取出口 20和水箱开闭部2成为打开的状 态下。
接着，用图8说明驱动部26将在电解槽15中生成的电解水 供给到水箱的动作，但在此之前说明使用图8的阳极部在驱动 部26将原料水溶液注入到电解槽之前进行的动作。驱动部26进 行驱动直到第3轴29与第4轴30相互接触(收缩多级空心管)。 由该动作使电解水取出口的开闭阀22与水箱开闭部的开闭管 24最接近，电解水取出口的开闭阀22朝电解槽15的下方向移 动，关闭电解水取出口20,使开闭管24朝水箱开闭部2的上方 向移动，关闭开口部3。
接下来，用图8的阴极部说明驱动部26将在电解槽15的阴 极部生成的电解水供给到水箱11-1时进行的动作。驱动部26移 动第3轴29和第4轴30直到其相互离开最远(使多级空心管伸 长)。由该动作使电解水取出口的开闭阀23与水箱开闭部的开 闭管25离开最远，电解水取出口的开闭阀23朝电解槽15的上方 向移动，打开电解水取出口21,使水箱开闭部的开闭管25朝下 方向移动，接触到水箱开闭部2的连接部2b，打开开口部3。因 此，连接到阴极部和阳极部的各驱动部在向电解槽15供给原料 水溶液之前进行使多级空心管收缩的动作，在将由阴极部和阳 极部生成的阴极水和阳极水供给到各水箱之前进行使多级空心 管伸长的动作，从而可由电解水生成装置生成电解水，用水箱储存生成的电解水。
最后，说明使用上述带隔膜的电极组100的电解水生成装 置10的性能。
本电解水生成装置10的性能根据反复进行电解时获得的 电解水的特性进行评价。具体地说，将2升原料水溶液注入到 电解槽中，进行10分钟的电解，生成电解水。然后，调查获得 的阳极电解水的有效氯量。在本条件下，当电解水生成装置IO 正常动作时，酸性电解水的pH为2.4 2.6，有效氯量为40 60ppm。因此，将上述pH和有效氯量i殳定为目标zf直，在未达到 上述目标值的情况下，例如pH大于等于2.7，有效氯量下降到 不足40ppm的情况下，判断出本电解水生成装置10的性能已下 降，调查在该下降之前可反复多少次制造电解水。
其结果，可以得知，即使按上述条件连续IOO次生成电解 水，也可获得达到上述目标值的电解水。另外，在电极上未发 现结垢的附着。根据以上的结果可以得知，即使反复生成电解 水，具有上述带隔膜的电极组构造的本电解水生成装置也可稳 定地制造具有所期望的特性的电解水。另外，在本电解水生成 装置10中，当判断出电解水的性能已下降时，如按清洗模式将 附着于电极的结垢去除，则可恢复电解水的性能。在这里，清 洗模式指在电解效率下降了的情况下切换电极板的极性进行电 解，从而使附着于电极板的结垢溶解来清洗电极，使下降了的 电解效率恢复的处理。
在上述说明中使用的构成为一例，如满足本发明的技术思 想，则可适时改变其构成、配置。例如，也可4吏用单向阀等代 替开闭阀。另外，吸附剂的形状可适时改变。
本发明不限于上述实施方式，不从本发明的宗旨和范围脱离即可进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围， 附上以下的权利要求。
权利要求
1. 一种电解水生成装置，对含有电解质的水溶液进行电解，生成酸性电解水和碱性电解水；其特征在于具有离子透过性隔膜、隔膜保持板、2个电极、间隔保持部件、及夹具；该离子透过性隔膜将电解槽分离成阳极部与阴极部；该隔膜保持板固定上述隔膜；该2个电极分离地分别配置于上述隔膜的两侧；该间隔保持部件配置于上述隔膜保持板上的两侧，用于将上述隔膜与上述电极的间隔保持为预定的间隔，在第1表面与上述隔膜接触，且在与上述第1表面相反侧的第2表面与上述2个电极接触；该夹具利用弹性将分离地分别配置于上述隔膜两侧的2个电极分别推压到上述间隔保持部件上进行固定。
2. 根据权利要求l所述的电解水生成装置，其特征在于 上述隔膜保持板具有保持上述隔膜的周围部分的隔膜保持框和 配置有上述间隔保持部件的开口部。
3. 根据权利要求2所述的电解水生成装置，其特征在于 上述间隔保持部件为在上述开口部配置成格子孔状的肋。
4. 根据权利要求3所述的电解水生成装置，其特征在于 在上述肋的格子孔状的交叉部配置具有预定高度的突起，上述 隔膜与上述电极的间隔由从上述肋到上述突起的高度决定。
5. 根据权利要求4所述的电解水生成装置，其特征在于 上述肋的接触于上述电极的部分的面积的比例设定为上述电极 的面积的15%以下。
6. 根据权利要求l所述的电解水生成装置，其特征在于材料的成形加工 一体制作。
7. 根据权利要求l所述的电解水生成装置，其特征在于 上述隔膜保持板具有用于固定上述夹具的夹具固定槽，上述夹 具具有夹具基部和锥形的夹具前端部，上述夹具通过将上述夹 具基部嵌入到上述夹具固定槽中而固定于上述间隔保持部件 上。
8. 根据权利要求l所述的电解水生成装置，其特征在于 上述隔膜、上述隔膜保持板、上述2个电极、上述夹具组装为 一体，形成将上述电解槽分离成阳极部与阴极部的带隔膜的电 极组。
9. 根据权利要求8所述的电解水生成装置，其特征在于 上述带隔膜的电极组具有锥形，上述电解槽具有第l固定部和 第2固定部；该第1固定部具有固定上述带隔膜的电极组的锥形 的槽；该第2固定部具有固定上述夹具前端部的锥形的槽。
10. 根据权利要求9所述的电解水生成装置，其特征在于 在上述带隔膜的电极组的与上述第l固定部接触的部分配置耐 蚀性的填密，该填密进行密闭以使得上述阳才及部与阴极部的电 解水不相互混合。
11. 根据权利要求l所述的电解水生成装置，其特征在于 上述夹具使用多个。
12. 根据权利要求10所述的电解水生成装置，其特征在于 上述填密由含有三元氟橡胶的氟化合物形成。
13. —种用于电解水生成装置的带隔膜的电极组，该电解 水生成装置对含有电解质的水溶液进行电解，生成酸性电解水 和碱性电解水；其特征在于具有离子透过性隔膜、隔膜保持板、2个电极、间隔保持 部件、及夹具；该离子透过性隔膜将电解槽分离成阳极部与阴极部；该隔膜保持板固定上述隔膜； 该2个电才及分离地分别配置于上述隔膜的两侧； 该间隔保持部件配置于上述隔膜保持板上的两侧，用于将 上述隔膜与上述电极的间隔保持为预定的间隔，在第1表面与 上述隔膜接触，且在与上述第l表面相反侧的第2表面与上述2 个电极接触；该夹具利用弹性将分离地分别配置于上述隔膜两侧的2个 电极分别推压到上述间隔保持部件进行固定；上述隔膜、上述隔膜保持板、上述2个电极、上述夹具组 装为一体，形成将上述电解槽分离成阳极部与阴极部的上述带隔膜的电极组。
全文摘要
本发明提供一种电解水生成装置及用于它的带隔膜的电极组。提供可长期稳定进行电解的电解水生成装置。电解水生成装置的带隔膜的电极组(100)由隔膜保持板(105a)、(105b)固定离子透过性隔膜(103)，在隔膜103的两侧配置2个电极(102a)、(102b)。并且，由夹具将2个电极(102a)、(102b)推压到配置于隔膜保持板(105a)、(105b)的开口部的间隔保持部上进行固定。结果，2个电极(102a)、(102b)间的距离保持恒定，因此即使反复生成100次电解水，也发现不了该电解水特性的下降。
文档编号C25B9/00GK101437762SQ20078001665
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者奥田三郎, 长谷三树彦 申请人:可乐家株式会社