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公開番号2025128633
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025417
出願日2024-02-22
発明の名称電解水生成装置
出願人株式会社ノーリツ
代理人個人
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250827BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】陰極におけるスケールの堆積を抑制するように形成された電解セルを有する電解水生成装置を提供すること。
【解決手段】各々が中央に開口部を有する平板状の陽極(11)とメッシュ電極(12)と触媒電極(13)とイオン交換膜(14)と、平板状の陰極(15)とを積層してこれら開口部が連通する中央通路部(16)が形成された電解セル(10)を備え、陽極と陰極の間を電解セルの外周から中央通路部に向かって又は中央通路部から電解セルの外周に向かって流通する水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置(1)において、陰極にはイオン交換膜に臨む側に中央通路部と外周との間で水を流通させる通水溝(20)が形成され、この通水溝は断面積が異なる2種類の溝によって構成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
各々が中央に開口部を有する平板状の陽極とメッシュ電極と触媒電極とイオン交換膜と、平板状の陰極とを積層して前記開口部が連通する中央通路部が形成された電解セルを備え、前記陽極と前記陰極の間を前記電解セルの外周から前記中央通路部に向かって又は前記中央通路部から前記電解セルの外周に向かって流通する水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置において、
前記陰極には前記イオン交換膜に臨む側に前記中央通路部と前記外周との間で水を流通させる通水溝が形成され、
前記通水溝は、断面積が異なる２種類の溝によって構成されていることを特徴とする電解水生成装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記陰極と前記イオン交換膜と前記触媒電極と前記メッシュ電極と前記陽極は夫々矩形であり、
前記通水溝は、前記陰極の対角線に沿って延びる第１溝と、前記陰極の外周からこの外周に対して直交するように前記第１溝まで延びる第２溝によって構成され、前記第２溝の断面積は一定であり、前記第１溝の断面積は前記第２溝の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の電解水生成装置。
【請求項３】
前記第１溝の断面積は、前記陰極の外周から中央に向かうほど増加することを特徴とする請求項２に記載の電解水生成装置。
【請求項４】
前記陰極は、前記中央通路部に対応する中央部に、前記第１溝と前記第２溝の一部が接続された凹部を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の電解水生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解セルで水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばオゾン水や次亜塩素酸水のような殺菌作用を有する電解水を生成する電解水生成装置が利用されている。例えば特許文献１の電解水生成装置は、陽極とイオン交換膜と陰極とを積層した電解セルを有する。この電解水生成装置は、陽極と陰極の間に電圧を印加して、これら電極とイオン交換膜との界面近傍を流通する水の一部を電気分解し、電解水としてオゾン水を生成する。
【０００３】
また、特許文献１には、イオン交換膜が十分に吸水した状態でその導電率が安定するため電解水の生成が安定することと、通水開始時の吸水を促進させるために電解セルの陰極のイオン交換膜に臨む側に水が通る溝部が形成されていることが記載されている。この溝部は、吸水により体積膨張したイオン交換膜によって充填された状態になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６１８７８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電解セルの陽極側では、水の電気分解によって生成された例えばオゾンが水に溶けてオゾン水になる。陰極側では、水の電気分解によって生成された水酸化物イオンが水に含まれているミネラル成分と反応し、絶縁性のスケールが析出する。スケールの主成分は、例えば炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムである。
【０００６】
スケールには電流が流れ難いため、スケールが陰極のイオン交換膜側に堆積すると水の電気分解が阻害される。例えば電極間に一定の電圧を印加する定電圧運転を行う電解水生成装置では、スケールの堆積により電解水の生成効率が低下する。また、例えば電極間に一定の電流が流れるように印加電圧を調整する定電流運転を行う電解水生成装置では、スケールの堆積が印加電圧を増加させてスケールが堆積していない領域での反応を促進させるので、スケールの堆積が加速度的に進行し、電解水生成装置の耐久性が低下する。
【０００７】
スケールの堆積を抑制するには、水の滞留を抑制することによって析出しても水流で押し流されるようにすることが有効である。しかし、特許文献１の溝部は、吸水したイオン交換膜で充填されるので、水の滞留を抑制することが困難である。また、陰極とイオン交換膜の間にメッシュ電極を介在させた電解セルが知られているが、水はメッシュ電極に衝突しながらその隙間を不規則に流れるので、水の滞留の抑制が困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、陰極におけるスケールの堆積を抑制するように形成された電解セルを有する電解水生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明の電解水生成装置は、各々が中央に開口部を有する平板状の陽極とメッシュ電極と触媒電極とイオン交換膜と、平板状の陰極とを積層して前記開口部が連通する中央通路部が形成された電解セルを備え、前記陽極と前記陰極の間を前記電解セルの外周から前記中央通路部に向かって又は前記中央通路部から前記電解セルの外周に向かって流通する水を電気分解して電解水を生成する電解水生成装置において、前記陰極には前記イオン交換膜に臨む側に前記中央通路部と前記外周との間で水を流通させる通水溝が形成され、前記通水溝は、断面積が異なる２種類の溝によって構成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、陰極のイオン交換膜に臨む側に断面積が異なる２種類の溝で通水溝を形成することによって、通水溝のどの通水経路においても圧力損失が等しくなるようにすることができる。それ故、どの流通経路でも同じように水が流れ、水の滞留を抑制することができるので、陰極におけるスケールの堆積を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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