电解装置和电解水生成方法制造方法及图纸

实施方式的电解装置具备：电解槽(10)，所述电解槽(10)具有：划分成流过电解质液的中间室(18a)和阳极室(18b)的第1隔膜(17a)、划分成所述中间室(18a)和阴极室(18c)的第2隔膜(17b)、与第1隔膜(17a)相对地设置于阳极室(18b)的阳极(15a)、和与第2隔膜(17b)相对地设置于阴极室(18c)的阴极(15b)；水供给部(80)，所述水供给部(80)向阳极室(18b)和阴极室(18c)供给水的同时，间歇地改变对阳极室(18b)和阴极室(18c)的至少一者的水的供给排出量；电解质液供给部(20)，其对中间室(18a)供给和排出电解质液；和控制部(500)，其在阳极室(18b)和阴极室(18c)的至少一者的水的供给排出量变小或静水的状态下，通过对阳极(15a)和阴极(15b)施加电压而电解电解质液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
这里叙述的实施方式涉及电解装置和电解水生成方法。(关联申请的引用)本申请以2014年9月22日申请的在先日本专利申请第2014-192939号为基础，要求其优先权的利益，同时，该日本专利申请的全部内容通过引用而包含在本申请中。
技术介绍
以往，作为生成碱离子水、臭氧水或次氯酸水等的装置，一直使用具有3室型的电解槽的电解水生成装置。3室型的电解槽中，由阳离子交换膜和阴离子交换膜所构成的隔膜将箱体内划分成阳极室、中间室和阴极室这3室。在阳极室和阴极室中分别配置有阳极和阴极。在上述的电解水生成装置中，例如，使盐水流到中间室，并使水流到左右的阴极室和阳极室，从而使中间室的盐水在阴极和阳极电解，这样在阳极室由产生的氯气生成次氯酸水，同时在阴极室生成氢氧化钠水。生成的次氯酸水作为杀菌消毒水而被利用、氢氧化钠水作为洗涤水而被利用。有关上述技术的文献如下所示，全部内容通过引用而包含于此。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3500173号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题可是，划分中间室和阳极室的阴离子交换膜对于阳极产生的氯气和酸碱缺乏耐久性。另外，对于上述的3室型的电解槽，由于对电解槽供给水和电解质液时产生的阳极室和/或阴极室与中间室的水压差等，电极与离子交换膜之间会产生间隙，电解特性有可能变动。本实施方式要解决的课题是提供可实现耐久性或电解效率的提高的电解装置或电解水生成方法。解决问题的手段根据实施方式，电解装置具备：电解槽，所述电解槽具有：划分成流过电解质液的中间室和阳极室的第1隔膜、划分成所述中间室和阴极室的第2隔膜、与所述第1隔膜相对地设置于所述阳极室的阳极、和与所述第2隔膜相对地设置于所述阴极室的阴极；水供给部，所述水供给部向所述阳极室和所述阴极室供给水的同时，间歇地改变对所述阳极室和所述阴极室的至少一者的水的供给排出量；电解质液供给部，其对所述中间室供给和排出电解质液；和控制部，其在所述阳极室和所述阴极室的至少一者的所述水的供给排出量变小或静水的状态下，通过对所述阳极和所述阴极施加电压而电解所述电解质液。附图说明图1是第1实施方式的电解装置的概略构成图。图2是第2实施方式的电解装置的概略构成图。图3是第3实施方式的电解装置的概略构成图。图4是第4实施方式的电解装置的概略构成图。具体实施方式以下，参照附图对各种实施方式进行说明。此外，对实施方式共通的构成标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，各图是为了促进实施方式和其理解的示意图，其形状和尺寸、比例等有与实际的装置不同的地方，但这些可以参考以下的说明和公知的技术来适当地设计变更。此外，本申请中，“静水”未必一定要求是流体完全静止的状态。静水也可以是指流体的运动平稳，达到了不希望透过的离子物质在规定的时间内仅一点点透过无离子选择性的多孔质膜的程度，或者，也可以是指流体的压力充分小。(第1实施方式)图1是概略地表示第1实施方式的电解装置1整体的构成的图。如图1所示，电解装置1具有3室型的电解槽10。该电解槽10例如具有大致矩形箱状的箱体。箱体内被第1隔膜17a和第2隔膜17b隔开成中间室18a、和位于中间室18a的两侧的阳极室18b和阴极室18c。本实施方式中，第1隔膜17a和第2隔膜17b由相同规格的多孔质膜分别构成。在阳极室18b内，接近第1隔膜17a地设置了阳极15a，在阴极室18c内，接近第2隔膜17b地设置了阴极15b。中间室18a具有流入电解质液的第1流入口14a和将中间室18a内流动的电解质液排出的第1流出口14b。阳极室18b具有流入电解水的第2流入口12a和将阳极室18b内流动的电解水排出的第2流出口12b。阴极室18c具有流入电解水的第3流入口16a和将阴极室18c内流动的电解水排出的第3流出口16b。在第1实施方式中，阳极室18b和阴极室18c的容量是双方均为500cc。一般地，阳极室18b和阴极室18c的容量如果为200cc以上，则下面进行说明的间歇动作的周期不会变短，控制容易。构成第1隔膜17a和第2隔膜17b的多孔质膜可以选择基本上没有离子选择透过性，但对氯气有耐性的材料例如氧化物陶瓷、PVDF(polyvinylidenedifluoride，聚偏氟乙烯)树脂、PTFE(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)树脂。不过，将多孔质膜作为电解槽的隔膜使用时，必须能够透过电解质。多孔质膜由于没有离子选择性，结果，有透水性的多孔质膜的选择是不可缺的。多孔质膜可以使用透水性例如为10ml/分/cm2/MPa的多孔质膜。另一方面，当使用没有离子选择性但有透水性的多孔质膜时，由于隔膜的两侧的水压差，多余的物质、例如对阳极室18b来说不需要的阳离子也会透过。因此，向中间室18a供给食盐水时，由于水压差，不需要的盐分有可能混入到阳极室18b或阴极室18c内。如果使用上述的具有透水性的多孔质膜，则通过将中间室18a相对于阳极室18b和阴极室18c的相对水压设定为2kPa以下，在阳极室18b和阴极室18c中生成的碱性水和酸性水中的盐分的混入就变为300ppm以下，能够满足自来水基准。进而，如果使用透水性为0.1～10ml/分/cm2/MPa的范围内、孔径为2～100nm的范围内的多孔质膜，则上述相对水压即使在1～10kPa的范围内，也能够防止盐分混入。作为具有上述的透水性和孔径的多孔质膜，优选使用例如超滤膜。本实施方式的电解装置1如下面说明的，能够在使中间室18a内的食盐水和阳极室18b和阴极室18c内的水为静水的状态下进行电解。换言之，能够在上述相对水压为0kPa的状态、或充分小的压力下进行电解，此时，即使使用透水性为0.1～100ml/分/cm2/MPa的范围内、孔径为2～1000nm的范围内的多孔质膜，也能够防止盐分混入。另外，透水性超过100mL/分/cm2/MPa的多孔质膜即使消除水压差，也会因扩散而混入不需要的盐分。透水性为0.1mL/分/cm2/MPa以下的多孔质膜不能让电解所需要的电解质充分透过，无法进行所期望的电解。电解装置1除了具有电解槽10以外，还具有：向电解槽10的中间室18a供给电解质液、例如饱和食盐水的电解质液供给部20、向阳极室18b和阴极室18c供给电解水、例如水的水供给部80、和对阳极15a和阴极15b分别施加正电压和负电压的电源40。电解质液供给部20具有：生成和收容饱和食盐水的盐水罐(电解质液罐)70、从盐水罐70通过第1流入口14a向中间室18a导入饱和食盐水的供给配管20a、设置于供给配管20a中的送液泵50、和使流过中间室18a的食盐水从第1流出口14b再次循环至盐水罐70的排出配管20b。如图1所示，第1实施方式的电解装置1是作为电解质液的食盐水通过送液泵50在中间室18a与盐水罐70之间循环的方案。设置于给水配管80a上的后述的电磁阀100和送液泵50与控制部500连接，由该控制部50来控制动作。送液泵50与电磁阀100联动，分别每隔5秒进行一次工作和停止。即，送液泵50以10秒为1个周期来反复进行工作和停止。送液泵50工作时的中间室18a的水压为5～15kPa左右，送液泵50停止时的中间室18a的水压为0kPa或无限小的水压。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解装置，其具备：电解槽，所述电解槽具有：划分成流过电解质液的中间室和阳极室的第1隔膜、划分成所述中间室和阴极室的第2隔膜、与所述第1隔膜相对地设置于所述阳极室的阳极、和与所述第2隔膜相对地设置于所述阴极室的阴极；水供给部，所述水供给部向所述阳极室和所述阴极室供给水的同时，间歇地改变对所述阳极室和所述阴极室的至少一者的水的供给排出量；电解质液供给部，其对所述中间室供给和排出电解质液；和控制部，其在所述阳极室和所述阴极室的至少一者的所述水的供给排出量变小或静水的状态下，通过对所述阳极和所述阴极施加电压而电解所述电解质液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.22 JP 2014-1929391.一种电解装置，其具备：电解槽，所述电解槽具有：划分成流过电解质液的中间室和阳极室的第1隔膜、划分成所述中间室和阴极室的第2隔膜、与所述第1隔膜相对地设置于所述阳极室的阳极、和与所述第2隔膜相对地设置于所述阴极室的阴极；水供给部，所述水供给部向所述阳极室和所述阴极室供给水的同时，间歇地改变对所述阳极室和所述阴极室的至少一者的水的供给排出量；电解质液供给部，其对所述中间室供给和排出电解质液；和控制部，其在所述阳极室和所述阴极室的至少一者的所述水的供给排出量变小或静水的状态下，通过对所述阳极和所述阴极施加电压而电解所述电解质液。2.根据权利要求1所述的电解装置，其中，所述水供给部具有：从给水源向所述阳极室和所述阴极室导入水的给水配管、和设置于所述给水配管上的开闭所述给水配管的电磁阀，所述控制部将所述电磁阀间歇地打开和关闭规定时间，控制对所述阳极室和所述阴极室的至少一者的间歇的给水排出。3.根据权利要求1或2所述的电解装置，其中，被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者在所述水的供给排出量变小或静水时的水压为10KPa以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电解装置，其中，被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者在所述水的供给排出量变小或静水时的水压比所述中间室的水压低。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电解装置，其中，被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者在所述水的供给排出量变大时的水压比所述水的供给排出量变大时的所述中间室的水压高。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电解装置，其中，被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者被所述中间室和具有透水性的多孔质膜划分。7.根据权利要求6所述的电解装置，其中，所述多孔质膜的透水性为0.1～100mL/分/cm2/MPa的范围内。8.根据权利要求6或7所述的电解装置，其中，所述多孔质膜的孔径为2～1000nm的范围内。9.根据权利要求1～8中任一项所述的电解装置，其中，被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者的容积为200cc以上。10.根据权利要求1～8中任一项所述的电解装置，其中，与被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者连接的排水配管具有辅助室，所述阳极室的容积和所述阴极室的容积与所述辅助室的容积共计为200cc以上。11.根据权利要求1～10中任一项所述的电解装置，其中，与被实施所述间歇的给水排出的所述阳极室和所述阴极室的至少一者的容积相比，所述间歇地进行的水的供给量更多。12.根据权利要求1～11中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：横田昌广，太田英男，千草尚，松田秀三，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP