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公開番号2024070441
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-23
出願番号2022180942
出願日2022-11-11
発明の名称電解水生成装置
出願人株式会社テックコーポレーション
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C02F 1/461 20230101AFI20240516BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】一室型の電解槽で再利用する電解質水溶液の品質を安定化できる電解水生成装置を提供すること。
【解決手段】供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質の一部が消費された電解質水溶液を排出する第1中間室と、第1中間室からイオン化した電解質が供給される第1アノード室及び第1カソード室と、を有する第1の三室型電解槽と、一室型電解槽と、電解質供給部と、電解質水溶液が電解質供給部から供給されるとともに、第1中間室との間で電解質水溶液を循環させ、かつ一室型電解槽に電解質水溶液を供給する電解質循環部と、電解質循環部において第1中間室および一室型電解槽への電解質水溶液の供給量よりも電解質供給部および第1中間室からの電解質水溶液の供給量が多いことによる余剰の電解質水溶液を電解質循環部との間で循環させる余剰循環部と、を備える電解水生成装置。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質の一部が消費された電解質水溶液を排出する第１中間室と、前記第１中間室からイオン化した電解質が供給される第１アノード室及び第１カソード室と、を有する第１の三室型電解槽と、
一室型電解槽と、
電解質供給部と、
電解質水溶液が前記電解質供給部から供給されるとともに、前記第１中間室との間で電解質水溶液を循環させ、かつ前記一室型電解槽に電解質水溶液を供給する電解質循環部と、
前記電解質循環部において前記第１中間室および前記一室型電解槽への電解質水溶液の供給量よりも前記電解質供給部および前記第１中間室からの電解質水溶液の供給量が多いことによる余剰の電解質水溶液を前記電解質循環部との間で循環させる余剰循環部と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記第１アノード室から酸性電解水が供給される第１配管と、原水が流通し前記第１配管と合流する第２配管と、を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記電解質循環部は、
前記電解質供給部からの電解質水溶液の第１流入口と、
前記一室型電解槽への電解質水溶液の第１流出口と、
前記第１流入口から前記第１流出口へ電解質水溶液が流れる方向において、前記第１流入口よりも下流にある、前記余剰循環部への電解質水溶液の第２流出口と、
前記流れる方向において、前記第１流入口よりも下流、かつ前記第２流出口よりも上流にある、前記第１中間室からの電解質水溶液の第２流入口と、
前記流れる方向において、前記第２流入口よりも上流にある、前記第１中間室への電解質水溶液の第３流出口と、
前記流れる方向において、前記第１流出口よりも上流にある、前記余剰循環部からの電解質水溶液の第３流入口と、を備えること特徴とする電解水生成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電解水生成装置において、
前記第３流入口は、前記流れる方向において、前記第２流出口の上流および下流にそれぞれあること特徴とする電解水生成装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３に記載の電解水生成装置において、
供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質が消費された電解質水溶液を排出する第２中間室と、前記第２中間室からイオン化した電解質が供給される第２アノード室及び第２カソード室と、前記第２アノード室と前記第２カソード室とを連結し、前記第２アノード室が生成する酸性電解水を前記第２カソード室に送る第３配管と、を有する第２の三室型電解槽を備え、
前記電解質循環部は、前記第２中間室との間で電解質水溶液を循環させること特徴とする電解水生成装置。
【請求項６】
請求項３に従属する請求項５に記載の電解水生成装置において、
前記電解質循環部は、
前記流れる方向において、前記第１流入口よりも下流、かつ前記第２流出口よりも上流にある、前記第２中間室への電解質水溶液の第４流出口と、
前記流れる方向において、前記第２流出口よりも下流、かつ、前記第１流出口よりも上流にある、前記第２中間室からの電解質水溶液の第４流入口と、を備えることを特徴とする電解水生成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電解水生成装置において、
前記第１の三室型電解槽は、前記アノード室と前記カソード室とを連結し、前記アノード室が生成する酸性電解水を前記カソード室に送る連結配管を有することを特徴とする電解水生成装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解水生成装置に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
三室型の電解水生成装置には、一般に、電気分解後の電解質水溶液を再度、電解槽に送る循環経路が設けられている。循環経路における電解槽の後段にて、高濃度の電解質水溶液が供給され、消費分の電解質が補充される。この補充に伴う余剰の電解質水溶液は、循環経路から装置外に廃棄される。環境及びコストの観点から、電解質水溶液の廃棄を減らすことが望ましい。そこで、本願出願人は、余剰の電解質水溶液を一室型の電解槽で再利用する電解水生成装置を開発した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６１３９８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、循環経路における余剰の電解質水溶液を一室型の電解槽で再利用する場合、一室型の電解槽で一定の品質の酸性電解水を継続して生成する観点から、循環経路において電気分解後の電解質水溶液に高濃度の電解質水溶液が十分に混合され、塩分濃度および酸性度が一室型の電解槽での電気分解に適した状態である、すなわち品質、が安定した電解質水溶液が一室型の電解槽に送られることが望ましい。すなわち、電解水生成装置において、一室型の電解槽で再利用する電解質水溶液の短時間での品質の安定化が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、例えば以下の通りである。以下では、図の符号を参照のために用いている。
（１）供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質の一部が消費された電解質水溶液を排出する第１中間室（２３）と、前記第１中間室（２３）からイオン化した電解質が供給される第１アノード室（２２）及び第１カソード室（２１）と、を有する第１の三室型電解槽（２、２Ａ）と、
一室型電解槽（３）と、
電解質供給部（４）と、
電解質水溶液が前記電解質供給部（４）から供給されるとともに、前記第１中間室（２３）との間で電解質水溶液を循環させ、かつ前記一室型電解槽（３）に電解質水溶液を供給する電解質循環部（５、５Ａ～５Ｄ）と、
前記電解質循環部（５、５Ａ～５Ｄ）において前記第１中間室（２３）および前記一室型電解槽（３）への電解質水溶液の供給量よりも前記電解質供給部（４）および前記第１中間室（２３）からの電解質水溶液の供給量が多いことによる余剰の電解質水溶液を前記電解質循環部（５、５Ａ～５Ｄ）との間で循環させる余剰循環部（６）と、
を備えることを特徴とする電解水生成装置（１、１Ａ、１Ｂ）。
（２）（１）に記載の電解水生成装置（１、１Ａ）において、
前記第１アノード室（２２）から酸性電解水が供給される第１配管（８８）と、原水が流通し前記第１配管（８８）と合流する第２配管（９０）と、を備えることを特徴とする電解水生成装置（１、１Ａ）。
（３）（１）に記載の電解水生成装置（１、１Ａ）において、
前記電解質循環部（５、５Ａ～５Ｃ）は、
前記電解質供給部（４）からの電解質水溶液の第１流入口（５３）と、
前記一室型電解槽（３）への電解質水溶液の第１流出口（５４）と、
前記第１流入口（５３）から前記第１流出口（５４）へ電解質水溶液が流れる方向（Ｘ）において、前記第１流入口（５３）よりも下流にある、前記余剰循環部（６）への電解質水溶液の第２流出口（５５）と、
前記流れる方向（Ｘ）において、前記第１流入口（５３）よりも下流、かつ前記第２流出口（５５）よりも上流にある、前記第１中間室（２３）からの電解質水溶液の第２流入口（５６）と、
前記流れる方向（Ｘ）において、前記第２流入口（５６）よりも上流にある、前記第１中間室（２３）への電解質水溶液の第３流出口（５７）と、
前記流れる方向（Ｘ）において、前記第１流出口（５４）よりも上流にある、前記余剰循環部（６）からの電解質水溶液の第３流入口（５８）と、を備えること特徴とする電解水生成装置（１、１Ａ）。
（４）（３）に記載の電解水生成装置（１、１Ａ）において、
前記第３流入口（５８）は、前記流れる方向（Ｘ）において、前記第２流出口（５５）の上流および下流にそれぞれあること特徴とする電解水生成装置（１、１Ａ）。
（５）（１）または（３）に記載の電解水生成装置（１Ａ）において、
供給される電解質水溶液を電気分解し、電解質が消費された電解質水溶液を排出する第２中間室（２３）と、前記第２中間室（２３）からイオン化した電解質が供給される第２アノード室（２２）及び第２カソード室（２１）と、前記第２アノード室（２２）と前記第２カソード室（２１）とを連結し、前記第２アノード室（２２）が生成する酸性電解水を前記第２カソード室（２１）に送る第３配管（９６）と、を有する第２の三室型電解槽（２Ａ）を備え、
前記電解質循環部（５Ａ、５Ｃ）は、前記第２中間室（２３）との間で電解質水溶液を循環させること特徴とする電解水生成装置（１Ａ）。
（６）（３）に従属する（５）に記載の電解水生成装置（１Ａ）において、
前記電解質循環部（５Ａ、５Ｃ）は、
前記流れる方向（Ｘ）において、前記第１流入口（５３）よりも下流、かつ前記第２流出口（５５）よりも上流にある、前記第２中間室（２３）への電解質水溶液の第４流出口（５９１、５９１Ｃ）と、
前記流れる方向（Ｘ）において、前記第２流出口（５５）よりも下流、かつ、前記第１流出口（５４）よりも上流にある、前記第２中間室（２３）からの電解質水溶液の第４流入口（５９２）と、を備えることを特徴とする電解水生成装置（１Ａ）。
（７）（１）に記載の電解水生成装置（１Ｂ）において、
前記第１の三室型電解槽（２Ａ）は、前記アノード室（２２）と前記カソード室（２１）とを連結し、前記アノード室（２２）が生成する酸性電解水を前記カソード室（２１）に送る連結配管（９６）を有することを特徴とする電解水生成装置（１Ｂ）。
【０００６】
本発明では、一室型の電解槽で再利用する電解質水溶液の品質を安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態の電解水生成装置の構成を示す図である。
電解質オーバーフロータンクを示す図である。
電解質循環部における電解質水溶液の流入、流出の位置関係を説明するための図である。
第３流入口の他の例を示す図である。
第２実施形態の電解水生成装置の構成を示す図である。
電解質循環部における電解質水溶液の流入、流出の位置関係を説明するための図である。
電解質循環部の第３実施形態の構成を説明するための図である。
電解質循環部の第４実施形態の構成を説明するための図である。
第２実施形態の電解水生成装置の構成の他の例を示す図である。
電解質循環部の第２実施形態の構成の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して各実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、電解水生成装置１の構成を示す図である。
電解水生成装置１は、三室型電解槽２（本発明の第１の三室型電解槽に相当）、一室型電解槽３、電解質供給部４、電解質循環部５、電解質オーバーフロータンク６（本発明の余剰循環部に相当）を備える。
【０００９】
三室型電解槽２は、内部がカソード室２１（本発明の第１カソード室に相当）、アノード室２２（本発明の第１アノード室に相当）、カソード室２１およびアノード室２２の間にある中間室２３（本発明の第１中間室に相当）に仕切られる。中間室２３には、電解質循環部５から電解質水溶液が供給される。電解質水溶液として、例えばＮａＣｌが高濃度で溶解する塩水が用いられる。高濃度の塩水は、飽和食塩水であってもよい。電解質水溶液として、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、塩酸、塩化カリウム、塩化カルシウムまたはその混合物などの電解質が溶解するものが用いられてもよい。
【００１０】
カソード室２１と中間室２３は、陽イオン交換膜２１１に仕切られる。陽イオン交換膜２１１は、Ｎａ
＋
等の陽イオンを選択的に透過させる。陽イオン交換膜２１１の背面側にカソード電極２４がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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