电解容器的制作方法

1.本发明涉及一种三室电解槽。


背景技术：

2.存在使内部被隔开成阴极室、中间室和阳极室的已知三室电解槽(例如，专利文献1)。电解溶液被供应给中间室，并且原水被供应给阴极室和阳极室。当在中间室中进行电解时，阳离子被从中间室供应给阴极室，而阴离子被从中间室供应给阳极室。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第6,139,809号


技术实现要素：

6.技术问题
7.为了提高由三室电解槽执行的电解的效率，需要提高从中间室到阴极室和阳极室的离子供应能力。
8.问题的解决方案
9.本发明被概括如下：
10.(1)一种电解槽，所述电解槽包括：阴极室；阳极室；以及位于所述阴极室与所述阳极室之间的中间室，其中所述中间室中的间隔物包括布置在所述阴极室和所述阳极室彼此面对的第一方向上的阴极侧栅板和阳极侧栅板，
11.所述阴极侧栅板中的阴极侧孔和在所述第一方向上与所述阴极侧孔对准的所述阳极侧栅板中的阳极侧孔在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此移位，并且
12.所述阴极侧栅板和所述阳极侧栅板通过将流入所述中间室的电解溶液交替地引导到在所述第二方向上移位的所述阴极侧孔和所述阳极侧孔来将所述电解溶液从所述第二方向上的一侧引导到所述第二方向上的另一侧，同时使所述电解溶液在所述第一方向上蜿蜒。
13.(2)一种电解槽，所述电解槽包括
14.阴极室，
15.阳极室，所述阳极室在第一方向上面对所述阴极室，
16.中间室，所述中间室位于所述阴极室与所述阳极室之间，以及
17.间隔物，所述间隔物位于所述中间室中并且包括具有阴极侧孔的阴极侧栅板以及具有阳极侧孔并且在所述第一方向上与所述阴极侧栅板对准的阳极侧栅板，
18.其中所述阴极侧孔和所述阳极侧孔被布置在所述第一方向上并且在与所述第一方向垂直的第二方向上移位，并且
19.所述阴极侧栅板和所述阳极侧栅板将流入所述中间室的电解溶液从所述第二方向上的一侧引导到所述第二方向上的另一侧并且通过将所述电解溶液交替地引导到在所
述第二方向上移位的所述阴极侧孔和所述阳极侧孔来使所述电解溶液在所述第一方向上蜿蜒。
20.(3)如(1)或(2)所述的电解槽，
21.其中所述阴极侧孔在平面图中各自具有矩形形状，并且每一个所述阴极侧孔的四侧的壁部在截面图中各自具有随着朝向所述阴极室的距离而逐渐变细的山状形状，以及
22.所述阳极侧孔在所述平面图中各自具有矩形形状，并且每一个所述阳极侧孔的四侧的壁部在截面图中各自具有随着朝向所述阳极室的距离而逐渐变细的山状形状。
23.(4)如(1)至(3)中任一项所述的电解槽，
24.其中所述阴极侧孔和所述阳极侧孔在所述第二方向上具有相同长度并且在所述第二方向上按相同数量布置，
25.在所述阴极侧栅板中，第一突起从在所述第二方向上的所述一侧的端部朝向所述一侧突出，并且在长度上与所述第一突起不同的第二突起从在所述第二方向上的所述另一侧的端部朝向所述另一侧突出，并且
26.在所述阳极侧栅板中，长度等于所述第二突起的长度的第三突起从在所述第二方向上的所述一侧的端部朝向所述一侧突出，并且长度等于所述第二突起的长度的第四突起从在所述第二方向上的所述另一侧的端部朝向所述另一侧突出。
27.(5)如(4)所述的电解槽，
28.其中所述阴极侧孔和所述阳极侧孔在与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上具有相同长度并且在所述第三方向上按相同数量布置，
29.具有相同长度的第五突起从所述阴极侧栅板在所述第三方向上的相对端部朝向所述第三方向上的相对侧突出，
30.长度等于所述第五突起的长度的第六突起从所述阳极侧栅板在所述第三方向上的相对端部朝向所述第三方向上的相对侧突出，并且
31.布置在所述第一方向上的所述阴极侧孔和所述阳极侧孔位于所述第三方向上的相同位置中。
32.(6)如(1)至(5)中任一项所述的电解槽，
33.其中阳离子交换膜以及具有弹性和透水性的垫层存在于所述阴极室中的阴极电极与所述阴极侧栅板之间并且从面对所述阴极电极的侧依次布置，和/或
34.阴离子交换膜以及具有弹性和透水性的垫层存在于所述阳极室中的阳极电极与所述阳极侧栅板之间并且从面对所述阳极电极的侧依次布置。
35.(7)如(1)至(6)中任一项所述的电解槽，
36.其中具有弹性和透水性的垫层存在于所述阴极侧栅板与所述阳极侧栅板之间。
37.(8)如(1)至(7)中任一项所述的电解槽，还包括：
38.电解溶液循环器，所述电解溶液循环器将所述电解溶液送到所述中间室，从所述中间室回收所述电解溶液，向所述电解溶液添加电解质，并且使合成的电解溶液循环，
39.其中所述电解溶液循环器包括
40.罐，所述罐存储从所述中间室回收的所述电解溶液，以及
41.安全阀，所述安全阀位于从所述中间室延伸到所述罐并且所述电解溶液沿着其流动的通道中并且在所述电解溶液的压力变得高于或等于设定压力时操作以降低所述电解
溶液的所述压力。
42.(9)如(8)所述的电解槽，
43.其中所述安全阀位于从所述中间室延伸到所述罐并且所述电解溶液沿着其流动的通道中。
44.(10)如(5)所述的电解槽，
45.其中所述第一突起被设置在每一个所述阴极侧孔的壁部处，所述壁部在所述第二方向上延伸，并且所述第一突起相对于在所述第二方向上延伸的所述壁部在所述第二方向上延伸，
46.所述第三突起被设置在每一个所述阳极侧孔的壁部处，所述壁部在所述第二方向上延伸，并且所述第三突起相对于在所述第二方向上延伸的所述壁部在所述第二方向上延伸，
47.所述第一突起和所述第三突起在平面图中彼此重合，
48.所述第二突起被设置在每一个所述阴极侧孔的壁部处，所述壁部在所述第二方向上延伸，并且所述第二突起相对于在所述第二方向上延伸的所述壁部在所述第二方向上延伸，
49.所述第四突起被设置在每一个所述阳极侧孔的壁部处，所述壁部在所述第二方向上延伸，并且所述第四突起相对于在所述第二方向上延伸的所述壁部在所述第二方向上延伸，
50.所述第二突起和所述第四突起在所述平面图中彼此重合，
51.所述电解槽还包括容纳所述阴极侧栅板和所述阳极侧栅板的框架形中间室框架，
52.在所述中间室框架中，在所述第二方向上的所述一侧的内壁部具有供应凹槽，所述供应凹槽在所述第三方向上延伸并且与所述中间室框架的经由其接受所述电解溶液的接受口连通，
53.所述电解溶液经由所述供应凹槽被供应给介于在所述平面图中彼此重合的所述第一突起和所述第三突起的集合与在所述第三方向上与所述集合相邻并且在所述平面图中彼此重合的所述第一突起和所述第三突起的集合之间的空间，
54.在所述中间室框架中，在所述第二方向上的所述另一侧的内壁部具有排出凹槽，所述排出凹槽在所述第三方向上延伸并且与所述中间室框架的经由其排出所述电解溶液的排出口连通。
55.所述电解溶液被从介于在所述平面图中彼此重合的所述第二突起和所述第四突起的集合与在所述第三方向上与所述集合相邻并且在所述平面图中彼此重合的所述第二突起和所述第四突起的集合之间的空间排出到所述排出凹槽。
56.(11)如(10)所述的电解槽，
57.其中孔口存在于将所述排出凹槽连接到所述排出口的通道中。
58.(12)如(1)至(9)中任一项所述的电解槽，
59.还包括中间室框架，所述中间室框架是框架形室并且具有在所述第二方向上由在与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上延伸的隔板隔开的内部，所述中间室框架包括布置在所述第二方向上的容纳空间，其中所述容纳空间各自容纳所述间隔物。
60.(13)如(5)所述的电解槽，
61.其中所述第一突起由多个第一突起形成，并且所述第一突起相对于所述阴极侧孔的壁部在所述第二方向上延伸，所述壁部在所述第二方向上延伸，
62.所述第三突起由多个第三突起形成，并且所述第三突起相对于所述阳极侧孔的壁部在所述第二方向上延伸，所述壁部在所述第二方向上延伸，
63.所述第一突起和所述第三突起位于所述第三方向上的不同位置中，
64.所述电解槽还包括容纳所述阴极侧栅板和所述阳极侧栅板的框架形中间室框架，
65.在所述中间室框架中，在所述第二方向上的所述一侧的内壁部具有经由其供应所述电解溶液的供应口，
66.经由所述供应口供应的所述电解溶液在所述第三方向上散布，同时在位于所述阴极侧栅板和所述阳极侧栅板的一侧的所述第一突起和所述第三突起之间的间隙之间排放。
67.发明的有益效果
68.在根据本发明的电解槽中，间隔物包括布置在第一方向上的阴极侧栅板和阳极侧栅板，其中阴极室和阳极室彼此面对，并且将流入中间室的电解溶液从与第一方向垂直的第二方向上的一侧引导到第二方向上的另一侧。阴极侧栅板中的阴极侧孔和阳极侧栅板中的阳极侧孔在第一方向上彼此对准但是在第二方向上彼此移位。因此，在本发明中，阴极侧孔和阳极侧孔能够沿着第二方向引导流入中间室的电解溶液，同时使电解溶液在第一方向上蜿蜒，由此能够搅拌电解溶液。本发明因此能够提高从中间室到阴极室和阳极室的离子供应能力。
附图说明
69.[图1]图1是第一实施方式中的电解水产生器1的示意图。
[0070]
[图2]图2是电解槽10的分解透视图。
[0071]
[图3]图3是示出阴极电极22与中间室框架33的位置关系的平面图。
[0072]
[图4]图4是示出位于间隔物5的-x方向侧的网形垫层312的平面图。
[0073]
[图5]图5是中间室框架33的平面图。
[0074]
[图6]图6描述阴极侧栅板51的配置及其产生方法。
[0075]
[图7]图7是阴极侧栅板51和阳极侧栅板52彼此组合的状态。
[0076]
[图8]图8示出其中容纳有间隔物5的中间室框架33。
[0077]
[图9]图9是电解槽10的截面图。
[0078]
[图10]图10是示出根据第二实施方式的电解槽10a的分解透视图。
[0079]
[图11]图11是示出间隔物5a和中间室框架33a的平面图。
[0080]
[图12]图12是电解槽10a的截面图。
[0081]
[图13]图13示出其中放置有网形垫层的位置的另一实施例。
具体实施方式
[0082]
将在下面参考附图描述实施方式。
[0083]
本实施方式涉及电解槽10和10a，所述电解槽包括
[0084]
阴极室2；
[0085]
阳极室4，其在第一方向(方向x)上面对阴极室2；
[0086]
中间室3，其介于阴极室2与阳极室4之间；以及
[0087]
间隔物5和5a，其位于中间室3中并且包括具有阴极侧孔511 的阴极侧栅板51和51a以及具有阳极侧孔521并且在第一方向上与阴极侧栅板51和51a对准的阳极侧栅板52和52a。
[0088]
其中阴极侧孔511和阳极侧孔521被布置在第一方向上并且在与第一方向垂直的第二方向(方向z)上移位，并且
[0089]
阴极侧栅板51和51a以及阳极侧栅板52和52a将流入中间室 3的电解溶液从第二方向(方向-z)上的一侧引导到第二方向(方向 z)上的另一侧并且通过将电解溶液交替地引导到在第二方向上移位的阴极侧孔511和阳极侧孔521来使电解溶液在第一方向上蜿蜒。
[0090]
(电解水产生器1的整体配置)
[0091]
图1是电解水产生器1的示意图。
[0092]
电解水产生器1(在下文中称为“产生器1”)的电解槽10是使内部被隔开成阴极室2、中间室3和阳极室4的三室产生器。阴极室2 位于图1的左部中，而阳极室4位于图1的右部中。中间室3位于阴极室2与阳极室4之间。
[0093]
阴极室2和阳极室4彼此面对的方向是方向
±
x(第一方向)，同时朝向面对阴极室2的侧的方向是方向-x，而朝向面对阳极室4的侧的方向是方向 x。在本实施方式中假定了方向x是水平方向。然而，注意可以在任何定向上使用电解槽10，并且方向x不一定是水平方向。在本实施方式中，与方向x垂直的向上-向下方向是方向
±
z (第二方向)。在图1的视图的平面中与方向x和z垂直的垂直方向是方向
±
y(第三方向)。
[0094]
盐水被从将稍后描述的电解溶液循环器8供应给中间室3。nacl 以高浓度溶解在盐水中。盐水可以用诸如以下项的任何其他电解质溶解在其中的任何其他电解质溶液替换：碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸、氯化钾、氯化钙及其混合物。盐水经由中间室3的-z方向侧供应并且经由其 z方向侧排出。
[0095]
阴极室2和中间室3被阳离子交换膜21分离。阳离子交换膜21 选择性地透过阳离子na

。阴极电极22位于阳离子交换膜21的后侧 (-x方向侧)。
[0096]
阳极室4和中间室3被阴离子交换膜41分离。阴离子交换膜41 选择性地透过阴离子cl-。阳极电极42位于阴离子交换膜41的后侧 ( x方向侧)。原水经由原水供应口101通过连接到原水供应口 101的外部管被供应给阴极室2和阳极室4。能够使用自来水、反渗透(ro)水或任何其他合适的水作为原水。少量电解质可以例如以 15ppm或更低的浓度溶解在原水中。原水经由阴极室2和阳极室4 的-z方向侧供应并且经由其 z方向侧排出。
[0097]
产生器1在执行电解时对阴极电极22和阳极电极42施加dc电压。中间室3中的na

从中间室3移动到阴极室2并且溶解在阴极室 2内的原水中。阴极室2产生碱性水，即，na

已溶解在其中的原水。碱性水换句话说被称作碱性电解水。碱性水被从阴极室2通过碱性水排出口23送到连接至排出口23的外部管。
[0098]
在电解期间，中间室3中的cl-从中间室3移动到阳极室4并且溶解在原水中。阳极室4产生酸性水，即，cl-已溶解在其中的原水。酸性水换句话说被称作酸性电解水。酸性水经由酸性水排出口43被送到连接至排出口43的外部管。
[0099]
送到中间室3的盐水被电解，使得盐水的盐浓度降低。电解溶液循环器8因此将盐水送到中间室3，从中间室3回收盐水，向经回收的盐水添加饱和盐水，并且使合成的盐水循
环。电解溶液循环器8 将从中间室3回收的盐水存储在循环罐81中并且用泵82将循环罐 81中的盐水送到中间室3。
[0100]
电解溶液循环器8将饱和盐水与经回收的盐水混合以使经回收的盐水返回至大致饱和盐水并且将所得的盐水送到中间室3。饱和盐水从外部罐84供应。外部罐84经由外部管连接到产生器1的盐水供应口83。外部罐84被配置为允许水在存在未溶解盐的情况下借此流过并且供应饱和盐水。产生器1驱动泵85以将饱和盐水从外部罐84 送到盐水循环系统中的循环罐81的下游级。
[0101]
循环罐81是流入盐水在水液位达到设定值时从罐中排出的溢流罐。电解溶液循环器8的动作和泵82的稳定操作帮助维持作用于中间室3的固定水压力。从循环罐81排出的盐水经由外部管所连接的排出口86被送到外部管。
[0102]
安全阀88位于从中间室3延伸到循环罐81中的盐水回收通道 881中。安全阀88在盐水的流动压力达到或超过设定值时被自动地激活并且打开其中的阀以通过通道881排出盐水，以便降低盐水的流动压力。安全阀88在盐水的流动压力在阀打开的状态下变得小于设定值时自动地关闭阀以停止排出盐水。
[0103]
阀88、泵82和85、电极22、42及其他元件可以被配置为在控制器的控制下被驱动或者可以被手动地驱动。
[0104]
(电解槽10的整体配置)
[0105]
图2是电解槽10的分解透视图。
[0106]
电解槽10包括阴极室框架24、中间室框架33和阳极室框架44 作为外壳。框架24、33和44在平面图中各自具有在方向z上细长的矩形形状并且具有约略相同的尺寸。框架24、33和44的边缘部分各自具有多个孔91。螺栓92(图9)被使得穿过孔91以定位框架 24、33和44。多个元件设置在框架24、33和44之间。将稍后描述的间隔物5设置在中间室框架33中。在这种状态下，穿过相应孔91 的螺栓92用螺母93(图9)拧紧以紧固框架24、33、44。
[0107]
更详细地，在电解槽10的组装期间，螺栓92被使得穿过阴极室框架24的框架部分中的相应孔91，并且阴极室框架24被放在水平夹具上，使得将稍后描述的孔241面向上。在这种状态下，在元件及框架33和44被堆叠在阴极室框架24上之后，螺栓92用螺母93 拧紧。
[0108]
将在下面简要地描述框架24、33和44及元件。酌情参考还示出元件的图9。
[0109]
阴极室框架24具有与阳极室框架44的配置相同的配置但是在方向x上颠倒，并且阴极室框架24的孔241在平面图中具有矩形形状并形成阴极室2。孔94存在于孔241的底部的中央部分中，并且连接到阴极电极22的布线构件222(图9)穿过孔94。经由其将原水供应给阴极室2的孔242位于孔241的底部的-z方向侧部分中并且在方向y上彼此分离。孔242经由活接头或任何其他接头和管连接到原水供应口101。孔243位于阴极室框架24的 z方向侧表面中并且在方向y上彼此分离。孔243经由活接头或任何其他接头和管连接到碱性水排出口23，并且碱性水经由孔243从阴极室2排出。
[0110]
类似地，阳极室框架44具有孔441，该孔441在平面图中具有矩形形状并形成阳极室4。孔94存在于孔441的底部的中央部分中，并且连接到阳极电极42(图9)的布线构件422穿过孔94。孔442 位于孔441的底部的-z方向侧部分中并且在方向y上彼此分离。孔 442连接到原水供应口101，并且经由孔442将原水供应给阳极室4。孔443位于阳极室框架44的 z方向侧表面中并且在方向y上彼此分离。孔443经由活接头或任何其他接头和管连接到酸性
水排出口43，并且酸性水经由孔443从阳极室4排出。
[0111]
阴极电极22经由环状垫圈251被放置在阴极室框架24的 x方向侧。阴极电极22具有约略矩形形状并且覆盖阴极室框架24的孔 241。阴极电极22在中间室框架33中具有被定位以便不与将稍后描述的隔板331和332重叠的多个孔221。阴极电极22被容纳在孔241 周围的环状第一凹槽中并且进而容纳在阴极室框架24中(参见图 9)。垫圈251也被容纳在位于孔241周围并且形成在第一凹槽中的环状第二凹槽中并且进而容纳在阴极室框架24中(参见图9)。同样在阳极室框架44中，类似的第一凹槽和第二凹槽位于孔441周围以容纳垫圈451和阳极电极42，但是在图2中省略了第一凹槽和第二凹槽。
[0112]
氟网片252、环状片形垫圈253、阳离子交换膜21和环状垫圈 311在阴极电极22上沿方向 x依次布置。环状连续的第一台阶95 和第二台阶96形成在中间室框架33的表面，即，面对阴极室框架 24的表面处并且面对表面的中心。垫圈311被容纳在面对中心的侧的第一台阶95中(同样参见图9)。元件252、253和21彼此堆叠并且容纳在面对表面的外部的侧的第二台阶96中(同样参见图9)。
[0113]
氟网片252是具有与阴极电极22的形状约略相同的形状并且由氟纤维制成的无纺布。垫圈311被夹在阳离子交换膜21的边缘部分与中间室框架33之间。上述元件251、22、252、253、21和311被夹在框架24和33之间。元件22、252和21的边缘部分被夹在框架 24和33之间。垫圈251和311由耐碱性水的材料如乙丙橡胶(epdm) 制成。
[0114]
阴极电极22关闭阴极室框架24的孔241，使得在阴极电极22 与阴极室框架24之间形成阴极室2。
[0115]
中间室框架33能够至少在方向z上容纳多个间隔物5。在本实施方式中，中间室框架33在方向y上彼此分离的两个位置中的每一个位置中沿方向z容纳两个间隔物5。中间室框架33是框形室并且在方向x上面对阴极室框架24的孔241周围的框形部分。在中间室框架33中，隔板331在方向y上位于中心并且延伸到中间室框架33 的z方向相对端部。隔板331与第一台阶95的底部齐平。隔板332 在方向z上位于中心并且延伸到中间室框架33的y方向相对端部。隔板332比第一台阶95的底面稍微低例如2mm，使得将稍后描述的网形垫层312被容纳在间隔物5与阳离子交换膜21之间。隔板331 和332彼此相交并且以十字形的形式设置在中间室框架33中。隔板331和332将中间室框架33的内部隔开成四个部分，从而形成四个容纳空间s。
[0116]
间隔物5被放置在相应的容纳空间s中。现在注意，阳极室2中的水压力和阴极室4中的水压力被设定为高于中间室3中的水压力。离子交换膜21和41因此由于水压力差而被压向中间室3。在这种情形下，间隔物5抑制离子交换膜21和41朝向中间室3的变形。间隔物5被配置为允许盐水穿过其内部以便不防止离子从中间室3移动到阴极室2和阳极室4。间隔物5各自包括位于面对阴极室2的侧的阴极侧栅板51以及在方向x上与阴极侧栅板51并置并且位于面对阳极室4的侧的阳极侧栅板52。栅板51和52在方向x上具有约略为隔板332在方向x上的厚度的一半的相同厚度。
[0117]
网形垫层312设置在间隔物5与阳离子交换膜21之间。一个网形垫层312与布置在方向z上的间隔物5对应地设置，并且在本实施方式中设置了两个网形垫层312。网形垫层312位于阳离子交换膜 21与间隔物5之间并且位于垫圈311内部。将稍后进一步描述网形垫层312、中间室框架33和间隔物5。
[0118]
网形垫层314、垫圈313、阴离子交换膜41、垫圈452、氟网片 453、阳极电极42、垫圈451从面对中间室框架33的侧依次布置在中间室框架33与阳极室框架44之间。网形垫层314位于阴离子交换膜41与间隔物5之间并且位于垫圈313内部。排除网形垫层314的元件313、41、452、453、42、451被夹在框架33和44之间。元件 41、453和42的边缘部分被夹在框架33和44之间。
[0119]
介于中间室框架33与阳极室框架44之间的元件314、313、41、 452、453、42和451具有与介于中间室框架33和阴极室框架24之间的元件312、311、21、253、252、22和251的形状相同的形状。元件314、452、453和42能够与元件312、253、252和22相同。垫圈313和451由耐酸性水的材料例如氟橡胶(fkm)制成。上述第一台阶95和第二台阶96也形成在中间室框架33的表面，即，面对阳极室框架44的表面处，使得能够将元件314、313、41、452和453 容纳在中间室框架33中(参见图9)。
[0120]
图3是示出阴极电极22与中间室框架33的位置关系的平面图。
[0121]
图3还示出阴极电极22、氟网片252(图2)和阳离子交换膜21 (图2)的边缘部分被夹在框架24和33之间。
[0122]
(网形垫层312的配置)
[0123]
图4是示出位于间隔物5的-x方向侧的网形垫层312的平面图。
[0124]
网形垫层312各自具有菱形网眼并且例如由聚乙烯制成，因此具有弹性。网形垫层312比中间室框架33的作为在方向z上的相对侧的框架部分的框架部分之间的长度短，并且网形垫层312在方向y 上的宽度也比容纳空间s的宽度短。网形垫层312设置在网形垫层 312不会干扰中间室框架33的框架部分的位置中。位于间隔物5的 x方向侧的网形垫层314具有与上述网形垫层312的配置相同的配置。在本实施方式中，能够通过酌情设定网形垫层312、314的厚度以及在方向x上彼此堆叠的网形垫层312、314的数量容易地调整中间室3中的内部压力。网形垫层312、314能够进一步防止间隔物5 与交换膜21、41直接接触，并且因此能够保护交换膜21、41。可以在间隔物5的仅一侧设置网形垫层312、314。
[0125]
图13示出其中放置有网形垫层的位置的另一实施例。
[0126]
可以在阴极侧栅板51与阳极侧栅板52之间设置网形垫层316。同样在这种情况下，能够通过酌情设定网形垫层316的厚度和在方向x上彼此堆叠的网形垫层316的数量容易地调整中间室3中的内部压力。因此优选在间隔物5的至少一侧或在栅板51和52之间设置垫层。除了网形垫层312和314之外，垫层只需具有弹性和透水性并且可以例如是无纺布。
[0127]
(中间室框架33的配置)
[0128]
图5是中间室框架33的平面图。
[0129]
中间室框架33的-z方向侧(方向z上的一侧)内壁部具有盐水供应口333。供应口333各自位于与所对应的-z方向侧容纳空间s的y方向中心相对应的位置中并且穿过中间室框架33。供应口333例如经由活接头或任何其他接头和管连接到循环罐81的盐水供应侧，并且盐水经由供应口333被供应给-z方向侧间隔物5。
[0130]
中间室框架33的 z方向侧内壁部具有盐水排出口335。排出口 335各自位于与所对应的 z方向侧容纳空间s的y方向中心相对应的位置中并且穿过中间室框架33。排出口335例如经由活接头或任何其他接头和管连接到循环罐81的盐水回收侧，并且已穿过 z方向侧间隔物5的盐水经由排出口335从中间室框架33中排出。
[0131]
(阴极侧栅板51的配置)
[0132]
图6描述阴极侧栅板51的配置及其产生方法。
[0133]
在每一个阴极侧栅板51中，阴极侧孔511在平面图中各自具有正方形形状并且被线性地布置在方向z、y上，如图6的(a)所示。在本实施方式中，六个阴极侧孔511被布置在方向z上并且四个阴极侧孔511被布置在方向y上。
[0134]
多个第一突起512从每一个阴极侧栅板51的-z方向侧端部在方向-z上突出。在本实施方式中，第一突起512相对于在方向z上延伸的阴极侧孔511的壁部516当中位于中央阴极侧孔511的壁部516a 的相对侧的壁部516b和516c在方向z上延伸。在本说明书中，当未提及特定位置中的壁部时，将在方向z和y上延伸的阴极侧孔511 的壁部简称为壁部516。类似地，当未提及特定位置中的壁部时，将阳极侧孔521的壁部也简称为壁部526，如图8所示，将稍后对此进行描述。
[0135]
多个第二突起514从每一个阴极侧栅板51的 z方向侧端部在方向 z上突出。第二突起514在长度上与第一突起512不同并且在本实施方式中比与第一突起512短。第二突起514相对于在方向z上延伸的阴极侧孔511的壁部516当中的在方向y上的相对侧的壁部 516d和516e以及在方向y上的中心处的壁部516f在方向z上延伸。
[0136]
也就是说，在方向z上的相对侧的第一突起512和第二突起514 位于方向y上的不同位置中，具体地，位于方向y上的交替位置中。
[0137]
第五突起515从阴极侧栅板51的y方向相对端部朝向方向y上的相对侧突出。在方向y上的相对侧的第五突起515具有相同长度。第五突起515相对于在方向y上延伸的阴极侧孔511的壁部516在方向y上延伸。
[0138]
阴极侧栅板51各自由图6的(c)所示的栅板510产生。栅板 510具有与阴极侧栅板51的配置约略相同的配置，但是与其不同之处在于第一突起512和第二突起514针对在方向z上延伸的阴极侧孔511的每一个壁部516在方向z上设置在栅板510的相对侧。
[0139]
在方向y上位于每隔一列中的栅板510的第一突起512和第二突起514在其根部被切割，使得第一突起和第二突起被交替地布置在方向y上，如图6的(b)所示。因此产生了阴极侧栅板51。
[0140]
(阴极侧栅板51和阳极侧栅板52彼此组合的状态)
[0141]
图7的(a)示出每一个阴极侧栅板51，并且图7的(b)示出每一个阳极侧栅板52。阳极侧栅板52与阴极侧栅板51相同，但是具有在方向z上颠倒的定向。阳极侧栅板52各自具有与阴极侧孔 511类似的阳极侧孔521。也就是说，阳极侧孔521和阴极侧孔511 在方向z上具有相同长度并且在方向z上按相同数量布置。此外，阳极侧孔521和阴极侧孔511在方向y上具有相同长度并且在方向 y上按相同数量布置。
[0142]
阳极侧栅板52各自具有与第五突起515类似的第六突起525。阳极侧栅板52各自具有在侧面-z方向侧对应于每一个阴极侧栅板51 的第二突起514的第三突起522以及在 z方向侧对应于每一个阴极侧栅板51的第一突起512的第四突起524。
[0143]
阳极侧栅板52被放置在中间室框架33的容纳空间s中的阴极侧栅板51的 x方向侧，如图7的(c)中用彩色所示。在此配置中，在每一个阴极侧栅板51的z方向相对侧的突起512和514在长度上彼此不同并且在方向z上的相对侧具有从每一个阳极侧栅板52的突起522和524的z方向布置颠倒的z方向布置。可以如此执行切割每一个阴极侧栅板51的突起
512和每一个阳极侧栅板52的突起522 的过程，使得突起512和522在方向y上的位置是颠倒的。还可以如此执行切割突起514和524的过程，使得突起514和524在方向y 上的位置是颠倒的。阴极侧栅板51和阳极侧栅板52在每一个容纳空间s中的布置可以上下颠倒。
[0144]
结果，阴极侧孔511和在方向x上与阴极侧孔511对准的阳极侧孔521在方向z上彼此移位。由于每一个阴极侧栅板51在方向y 上的相对侧的第五突起515和每一个阳极侧栅板52在方向y上的相对侧的第六突起525具有相同长度，所以阴极侧孔511和阳极侧孔 521位于方向y上的相同位置中。
[0145]
在栅板51和52的-z方向侧，突起512和522被交替地布置在方向y上。在栅板51和52的 z方向侧，突起514和524被交替地布置在方向y上。
[0146]
(进出栅板51和52中的每个通路p的盐水)
[0147]
图8示出其中容纳有间隔物5的中间室框架33。
[0148]
在每一个间隔物5的栅板51和52中，在方向z上延伸的孔511 的壁部516和孔521的壁部526位于方向y上的相同位置中并且在方向x(图8的视图的平面中的垂直方向)上彼此接触。在方向z上延伸并且在方向y上彼此相邻的壁部516和526形成在方向y上将盐水沿方向z引导的多个通路p。在每一个各间隔物5的y方向相对端部，通路p由容纳空间s的壁部、孔511的在方向z上延伸的壁部516、孔521的在方向z上延伸的壁部526形成。
[0149]
在每一个间隔物5的-z方向侧端部，突起512和522交替地位于方向y上，并且突起512和522交替地位于的区域用作盐水进入通路p中的入口。盐水经由供应口333被供应给每一个间隔物5的
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z方向侧突起512、522所位于的区域。在此区域中，盐水在穿过突起512和522之间的间隙的同时在方向y上向相对侧散布。盐水然后通过通路p而行进并且在方向 z上行进。
[0150]
如上所述，在突起512和522交替地位于方向y上的本实施方式中，即使当盐水被从单个位置或供应口333供应给突起512和522 存在的区域时，盐水也能够在方向y上遍布区域。
[0151]
盐水从通路p中离开，然后击中隔板332。盐水在隔板332与阳离子电解质膜21之间并且在隔板332与阴离子电解质膜41之间通过到 z方向侧容纳空间s。在本实施方式中，在隔板332的x方向相对侧存在网形垫层312和314确保盐水在隔板332与电解膜21和41 中的每一个之间的良好流动。
[0152]
盐水行进到在 z方向侧容纳空间s中布置在方向y上的通路p 中并且在方向 z上通过通路p而行进。在间隔物5的 z方向侧端部，突起514、524交替地位于在方向y上，并且突起514、524交替地位于的区域用作来自通路p的盐水的出口。从通路p排出的盐水在穿过突起514和524之间的间隙的同时在区域中沿方向y向中心行进。盐水然后经由排出口335排出。
[0153]
如上所述，在本实施方式中，由于突起部514、524交替地位于方向y上，所以能够将遍及方向y来自突起部514、524所位于的区域的盐水收集到一个位置或排出口335。
[0154]
(栅板51和52对盐水的影响)
[0155]
图9是电解槽10的截面图。
[0156]
阴极侧栅板51和阳极侧栅板52将流入容纳空间s(中间室3) 的盐水从方向z上的负侧引导到方向z上的正侧，同时通过将盐水交替地引导到在方向z上彼此移位的阴极侧孔
511和阳极侧孔521来使盐水在方向x上蜿蜒。具体地，在方向
±
z上的每一个间隔物5中，在方向z上延伸的通路p由栅板51和52形成并且布置在方向y上，并且盐水在每一个通路p中流动，如上所述。在通路p中，盐水被交替地引导到在方向z上彼此移位的阴极侧孔511和阳极侧孔521，并且在方向 z上行进的同时在方向x上蜿蜒。
[0157]
在此过程中，电解使盐水中的阳离子na

通过阴极侧孔511和阳离子电解质膜21向阴极室2移动，并且使盐水中的阴离子cl-通过阳极侧孔521和阴离子电解质膜41向阳极室4移动。
[0158]
在本实施方式中，盐水在如上所述在方向x上蜿蜒的同时被朝向排出口335在方向 z上引导，由此能够很好地搅拌盐水，并且能够提高由中间室3提供的离子供应能力。另外，由于形成间隔物5的栅板51、52具有相同配置但是不同之处仅在于它们在方向z上具有相反定向，所以能够抑制制造成本。
[0159]
每一个间隔物5相对于阴极室2的有效面积随着每一个阴极侧孔 511的开口的面积增加而增加。在本实施方式中，每一个阴极侧孔 511的四侧的壁部516在截面图中各自具有随着朝向阴极室2的距离而逐渐变细的山状形状。因此，能够减小阴极侧孔511的开口处的每一个壁部516的厚度，并且能够增加每一个阴极侧孔511的开口的面积。结果，在本实施方式中，能够增加每一个间隔物5相对于阴极室2的有效面积。在每一个阴极侧栅板51中，每一个壁部516的作为与阴极室2相反(在 x侧)的部分较厚，由此能够在维持相对于阴极室2的大有效面积的同时维持阴极侧栅板51的足够强度。
[0160]
类似地，每一个阳极侧孔521的四侧的壁部526在截面图中各自具有随着朝向阳极室4的距离而逐渐变细的山状形状。因此，在本实施方式中，如在以上描述中一样，能够增加每一个阳极侧孔521 的开口的面积，并且能够在维持阳极侧栅板51的足够强度的同时增加每一个间隔物5相对于阳极室4的有效面积。
[0161]
(第二实施方式)
[0162]
(电解槽10a的整体配置)
[0163]
图10是示出电解槽10a的分解透视图。
[0164]
电解槽10a与电解槽10之间的区别是间隔物5a被简化，并且中间室框架33a相应地遍及方向y向间隔物5a供应盐水并且收集已遍及方向y穿过间隔物5a的盐水。将稍后描述这点。
[0165]
在电解槽10a中，阴极室框架24a、中间室框架33a及阳极室框架44a在平面图中各自具有在方向z上细长的矩形形状并且具有约略相同的外形和厚度。阴极室框架24a被放在水平夹具上，并且通过用穿过阴极室框架24a的边缘部分中的孔91的螺栓92将元件堆叠在阴极室框架24a上并且使螺栓92穿过元件的边缘部分中的孔来放置和定位元件254、22a、256、33a、456、42a、454和44a (图12)。已穿过到阳极室框架44a的螺栓92用螺母93(图12) 拧紧，由此框架24a、33a和44a用设置在框架24a、33a和44a 之间的元件紧固。
[0166]
阴极室框架24a具有朝向阴极室2的 z方向侧端部移位并且沿着阴极室2的方向y打开的开口244以及朝向阴极室2的-z方向侧端部移位并且沿着阴极室2的方向y打开的开口245。对于电解槽 10a的内部结构和这些元件当中的位置关系，还酌情参考图12。
[0167]
开口244在阴极室框架24a的 z方向侧表面处与-y方向侧孔 246连通。孔246经由活接头或任何其他接头和管连接到碱性水排出口23。开口245在阴极室框架24a的 y方向侧
表面处与孔247连通。孔247经由活接头或任何其他接头和管连接到原水供应口101。
[0168]
阳极室框架44a具有朝向阳极室4的 z方向侧端部移位并且沿着阳极室4的方向y打开的开口444以及朝向阳极室4的-z方向侧端部移位并且沿着阳极室4的方向y打开的开口445。开口444在阳极室框架44a的 z方向侧面处与-y方向侧孔446连通。孔446经由活接头或任何其他接头和管连接到酸性水排出口43。开口445在阳极室框架44a的 y方向侧表面处与孔447连通。孔447经由活接头或任何其他接头和管连接到原水供应口101。
[0169]
阴极电极22a经由框架形垫圈254和捆扎带255设置在阴极室框架24a的 x方向侧。垫圈254由乙丙橡胶(ept)制成并且具有与中间室框架33a的平面形状相同的形状。垫圈254、256、456和 454可以彼此相同。
[0170]
捆扎带255位于垫圈254内部并且以各间隔布置在方向y上，并且不设置固定头。垫圈254和捆扎带255确保原水能够在阴极室2 中流动的空间。阴极电极22a，具体地，与中间室框架33a的开口相对应的部分具有多个孔221。从阴极电极22a和阳极电极42a在方向 z上突出的部分是端子，将稍后对后者进行描述。在第一实施方式中端子还可以形成在电极22和42处。
[0171]
阳离子交换膜211和垫圈256位于阴极电极22a与中间室框架 33a之间。阳离子交换膜211位于垫圈256内部。阴极室2形成在阴极电极22a与阴极室框架24a之间。
[0172]
中间室框架33a具有框架状形状并且在本实施方式中，在框架状部分中容纳一个间隔物5a。间隔物5a的尺寸被假定等于上述实施方式中的间隔物5的尺寸。因此，根据上述实施方式的电解槽10 在平面方向上容纳四个间隔物5，然而本实施方式的电解槽10a容纳仅一个间隔物5a并且因此比电解槽10小。
[0173]
阳极电极42a经由垫圈456位于中间室框架33a的 x方向侧。阳极电极42a在与中间室框架33a的开口相对应的部分具有多个孔 421。
[0174]
在间隔物5a与阳极电极42a之间，无纺布315、阴离子交换膜 41、铂网片46从面对间隔物5a的侧依次定位。元件315、41和46 具有与中间室框架33a的开口的形状约略相同的形状。
[0175]
无纺布315位于垫圈456内部并且充当具有弹性和透水性的垫层。能够通过酌情设定无纺布315在方向x上的厚度和无纺布315 在方向x上的数量容易地调整中间室3中的内部压力。无纺布315 易于使间隔物5a靠着阴离子交换膜41接触以保护阴离子交换膜41。无纺布315相对于间隔物5a仅设置在面对阳极室4的侧并且还可以相对于间隔物5a设置在面对阴极室2的侧。
[0176]
垫圈454设置在阳极电极42a与阳极室框架44a之间，并且阳极室4形成在阳极电极42a与阳极室框架44a之间。多个捆扎带455 设置在垫圈454内部以确保原水在阳极室4中流动的空间。
[0177]
(进出栅板51a和52a中的每个通路p的盐水)
[0178]
图11是示出间隔物5a和中间室框架33a的平面图。在图11中，阳极侧栅板52a用彩色绘制。
[0179]
间隔物5a包括阴极侧栅板51a和阳极侧栅板52a。阴极侧栅板 51a与上述实施方式中用于创建阴极侧栅板51的栅板510(图6的 (c))相同。阳极侧栅板52a与阴极侧栅板51a相同，但是与其不同之处在于阳极侧栅板52a的定向与阴极侧栅板51a在方向z上的定向相反。
因此，与上述实施方式不同，本实施方式消除了要去除在方向z上的相对侧的栅板51a和52a的突起512、514、522和 524的需要。
[0180]
在上述实施方式中，栅板51、52的-z方向侧突起512、522交替地设置在方向y上，然而在本实施方式中，突起512、522是针对在方向z上延伸的阴极侧孔511和阳极侧孔521的壁部516和526中的每一个而设置的。突起512和522在平面图中彼此重合并且在方向 x(视图的平面中的垂直方向)上彼此接触。
[0181]
因此，在本实施方式中，在平面图中彼此重合的突起512和522 的集合与在方向y上与上述集合相邻并且在平面图中彼此重合的突起512和522的集合之间的每个空间也形成在方向z上延伸的盐水通路p。也就是说，在本实施方式中，在方向z上延伸的盐水通路p 被形成以便在方向-z上从阴极侧孔511和阳极侧孔521的区域延伸到突起512和522。
[0182]
为了使上述结构起作用，在中间室框架33a的-z方向侧内壁部中形成在方向y上延伸的供应凹槽336。供应凹槽336向布置在方向 y上的通路p供应盐水。供应凹槽336在方向-y上在中间室框架33a 中线性地延伸并且作为中间室框架33a的盐水接受口337经由y方向侧侧表面打开。接受口337是孔并且例如经由活接头或任何其他接头和管连接到循环罐81的供应侧。
[0183]
类似地，在上述实施方式中，栅板51和52的 z方向侧突起514 和524交替地设置在方向y上，然而在本实施方式中，突起514和 524是针对在方向z上延伸的阴极侧孔511和阳极侧孔521的壁部 516和526中的的每一个而设置的。突起514和524在平面图中彼此重合并且在方向x(视图的平面中的垂直方向)上彼此接触。
[0184]
因此，在本实施方式中，介于在平面图中彼此重合的突起514 和524的集合与在方向y上与上述集合相邻并且在平面图中彼此重合的突起514和524的集合之间的每个间隔也形成在方向z上延伸的盐水通路p。也就是说，在本实施方式中，在方向z上延伸的盐水通路p被形成以便在方向 z上从阴极侧孔511和阳极侧孔521的区域延伸到突起514和524。
[0185]
为了使上述结构起作用，在中间室框架33a的 z方向侧内壁部中形成遍及方向y延伸的盐水排出凹槽338。盐水被从布置在方向y 上的通路p排出到排出凹槽338中。排出凹槽338在方向-y上在中间室框架33a中线性地延伸并且作为中间室框架33a的盐水排出口371经由-y方向侧侧表面打开。换句话说，排出凹槽338经由中间室框架33a中的通道361与排出口371连通。排出口371是孔并且例如经由活接头或任何其他接头和管连接到循环罐81的排出侧。孔口 36通过排出口371被插入到通道361中并且放置在其中，由此盐水的流动压力增加。
[0186]
排出凹槽338在方向 y上在中间室框架33a中线性地延伸并且作为排水口339经由 y方向侧侧表面打开。排水口339是孔并且通常由带帽的活接头39关闭。在电解槽10a的组装期间，在框架24a、 33a和44a被紧固之后，阳极室框架44a(图10)充满水。帽然后附接到关闭孔446和447的活接头，这些孔446和447是阳极室框架 44a的水入口和出口，使得阳极室框架44a被密封。
[0187]
中间室框架33a也充满水。出口339处的活接头39保持在帽附接到其的状态下。经由管彼此连通的密封活接头在-y方向侧侧表面处附接到接受口337和排出口371。中间室框架33a因此被密封。当安装电解槽10a时，出口339处的活接头39的帽被去除，并且使用出口339排出水。在安装时使用的活接头附接到接受口337和排出口 371。
[0188]
(栅板51a和52a对盐水的影响)
[0189]
图12是电解槽10a的截面图。在图12中，电解槽10a被描绘成阳极室框架44a未完全地组装到中间室框架33a以便图示阳极室框架44a与中间室框架33a之间的元件。
[0190]
同样在本实施方式中，阴极侧栅板51a和阳极侧栅板52a通过将盐水交替地引导到阴极侧孔511和阳极侧孔521来使流入中间室3 的盐水在方向x上蜿蜒。因此，能够很好地搅拌盐水，并且能够提高由中间室3提供的离子供应能力。
[0191]
阴极侧孔511的壁部516在截面图中各自具有随着朝向阴极室2 的距离而逐渐变细的山状形状，并且阳极侧孔521的壁部526各自具有随着朝向阳极室4的距离而逐渐变细的山状形状。因此，在本实施方式中，能够增加每一个间隔物5相对于阴极室2和阳极室4的有效面积。
[0192]
(变型)
[0193]
间隔物5和5a能够各自具有任意尺寸，并且还能够与间隔物5 和5a对应地任意地设计电解槽10和10a的尺寸。在第一实施方式中，能够在平面方向上放置任意数量的间隔物5，并且能够依照间隔物5的数量在中间室框架33中设置隔板331和332。
[0194]
在不脱离本发明的特征的情况下，能够以实施方式的形式实现本发明。实施方式、变型和效果仅通过实施例来呈现，而不应该被解释为限制本发明。能够添加实施方式和变型的特征和结构并且将其以各种方式与实施方式和变型中描述的特征和结构组合以实现替代配置。
[0195]
附图标记列表
[0196]
2：阴极室，3：中间室，4：阳极室，5、5a：间隔物，8：电解溶液循环器，10、10a：电解槽，21：阳离子交换膜，22、22a：阴极电极，36：孔口，41：阴离子交换膜，42、42a：阳极电极， 51、51a：阴极侧栅板，52、52a：阳极侧栅板，81：循环罐(罐)， 88：安全阀，312、314、316：网形垫层(垫层)，315：无纺布 (垫层)，332：隔板，333：供应口，336：供应凹槽，337：接受口，338：排出凹槽，371：排出口，511：阴极侧孔，512：第一突起，514：第二突起，515：第五突起，516：阴极侧孔的壁部，521：阳极侧孔，522：第三突起，524：第四突起，525：第六突起，526：阳极侧孔的壁部，方向x：第一方向，方向y：第三方向，方向z：第二方向