複極式電解槽
【課題】電極板のスペーサに対する向きを容易に判別して、複極式電解槽の誤組立てを容易かつ確実に防止することができ、又、電解効率の早期低下を防止することができる複極式電解槽を提供する。
【解決手段】筐体２と、電極板３と、電極板３を配置させる段部を有する板状のスペーサ４とを備え、電極板３の一の板面３ａが一方向を向くよう電極板３を段部に配置させたスペーサ４を複数連結し電解室を形成した複極式電解槽１であって、スペーサ４の段部又は電極板３のいずれか一方に被係合部が設けられ、他方に係合部１０Ａが形成され、被係合部と係合部１０Ａとは、電極板３をその一の板面３ａを一方向に向けて段部に配置させたときには対応する位置関係となって電極板３の段部内への配置を許し、電極板３を他の板面３ｂを一方向に向けて段部に配置させたときには非対応の位置関係となって電極板の段部内への配置を阻止するよう形成されていることを特徴とする。
【解決手段】筐体２と、電極板３と、電極板３を配置させる段部を有する板状のスペーサ４とを備え、電極板３の一の板面３ａが一方向を向くよう電極板３を段部に配置させたスペーサ４を複数連結し電解室を形成した複極式電解槽１であって、スペーサ４の段部又は電極板３のいずれか一方に被係合部が設けられ、他方に係合部１０Ａが形成され、被係合部と係合部１０Ａとは、電極板３をその一の板面３ａを一方向に向けて段部に配置させたときには対応する位置関係となって電極板３の段部内への配置を許し、電極板３を他の板面３ｂを一方向に向けて段部に配置させたときには非対応の位置関係となって電極板の段部内への配置を阻止するよう形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電解殺菌水を生成する電解水製造装置に備えられた複極式電解槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品製造分野等においては、食品やこれを製造する機器を殺菌洗浄する電解殺菌水を生成するために、複極式電解槽を備えた電解水製造装置が用いられている（例えば、特許文献１）。この複極式電解槽は、酸化チタン等からなる電極板を多数配列するとともに、隣接する電極板が短絡してしまわないように各電極板の間に絶縁体のスペーサを配して、電極板間がそれぞれ独立した電解室を形成する構成とされている。電解槽の電極板の基材にコーティングする触媒は、白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）など貴金属類からなっており、コストが高いため、比較的に安価で強度・加工性・耐食性に優れたチタン金属の表面に薄く触媒をコーティングすることで、コストを抑えている。また、陰極と陽極では、発生する物質が異なるので、異なる触媒を使用することもある。
塩酸電解用の電極板は、通常、チタンからなる基材上に、ＰｒやＩｒ等の触媒をコーティングしたものを用いる。特に、陽極面における塩素ガスの発生には、ＰｔまたはＩｒは必須であり、それらのコーティング量に比例して、電極の寿命も長くなることが知られている。
一方、陰極面における水素ガスの発生には、ＰｔまたはＩｒは必須ではなく、陽極面と異なる触媒をコーティングすることがある。また、基材がチタンの場合、触媒のコーティング無しでも水素ガスの発生は可能であるため、一枚の電極板の表裏で、陰陽両面が存在する電極の最も単純な形態である、片面のみのコーティングも利用することができる。
そして、複極式電解槽の組み立てにおいては、プラチナ、酸化イリジウム等でコーティングした一の板面をプラス側となる向きにして、電極板及びスペーサを配置し、この板面において塩素を発生させ、他の板面において水素を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０５８０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の複極式電解槽によれば、電極板の板面の表裏面の確認により板面の向きを判別してスペーサに配置していたため、電極板の向きを誤ってスペーサに配置することにより、正常な電気分解ができなくなる電解槽を組み立てる可能性があるという問題があった。
【０００５】
また、電極板の誤配置により複極式電解槽の電気分解効率を早期に低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
また、電極板の誤配置を防止するためには、電極板の表裏面を十分に確認して行う必要があるため、複極式電解槽の組立作業の効率が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、電極板のスペーサに対する向きを容易に判別して、複極式電解槽の誤組立てを容易かつ確実に防止することができ、また、電解効率の早期低下を防止することができる複極式電解槽を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するべく、以下の手段を提供している。
すなわち、本願の請求項１に係る複極式電解槽は、筐体と、電解質溶液を電気分解して電解生成物質を生成する電極板と、該電極板を配置させる段部を有する板状のスペーサとを備え、前記電極板の一の板面が一方向を向くように該電極板を前記段部に配置させた前記スペーサを複数連結し、これら電極板とスペーサとによって電解室を形成して前記筐体の内部に配置した複極式電解槽であって、前記スペーサの段部又は前記電極板のいずれか一方に被係合部が設けられるとともに、前記一方に対する他方に係合部が形成され、前記被係合部と前記係合部とは、前記電極板をその一の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには互いに対応する位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を許すとともに、前記電極板をその他の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには相互に非対応の位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を阻止するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本願の請求項２に係る複極式電解槽は、請求項１に記載の複極式電解槽であって、前記被係合部は、前記段部に形成された突出壁部又は突起部であり、前記係合部は、前記電極板に形成された切欠部又は孔であることを特徴とする。
【００１０】
本願の請求項３に係る複極式電解槽は、請求項１又は２に記載の複極式電解槽であって、前記スペーサには、その板面上に形成された掛止部と、他のスペーサの前記掛止部を掛止させて該他のスペーサと連結させる被掛止部とが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本願の請求項４に係る複極式電解槽は、請求項３に記載の複極式電解槽であって、前記スペーサの一の板面には、嵌合凸部が形成され、前記スペーサの他の板面には、前記他のスペーサの前記一の板面の嵌合凸部を嵌合させて前記スペーサ同士の前記連結を保持する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る複極式電解槽によれば、電極板の一の板面を一方向に向けて前記段部に配置させたときには互いに対応する位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を許すとともに、前記電極板の他の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには相互に非対応の位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を阻止する係合部及び被係合部が電極板及びスペーサのそれぞれに形成されている。すなわち、電極板を所定の向き以外でスペーサに組み込むことができないようになっている。したがって、電極板の表裏面の別を設けている場合に電極板を誤った向きで配置させることがなく、電極板の誤配置による該電極板の腐食を回避し、電極板の寿命が短くなるのを防止することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、複極式電解槽の電解効率を長期間維持することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、電極板の向きの判別が容易になるため、複極式電解槽の組み立てを簡便かつ効率的に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽を示す図であって、複極式電解槽を一方向から見た分解斜視図である。
【図２】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の縦断面図である。
【図３】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽のスペーサを示した図であり、（ａ）は該スペーサの正面図であり、（ｂ）は該スペーサの側面図であり、（ｃ）は該スペーサの背面図である。
【図４】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽のスペーサを示した図であり、（ａ）は該スペーサを背面方向から見た斜視図であり、（ｂ）は該スペーサを正面方向から見た斜視図である。
【図５】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサを示した図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図であり、（ｃ）は電極板の背面図であり、（ｄ）はスペーサの正面図である。
【図６】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽のスペーサ同士の連結状態を一部を拡大して示した斜視図である。
【図７】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサの連結方法を示した説明図である。
【図８】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサの連結した状態を示した斜視図である。
【図９】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサの変形例を示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図である。
【図１０】は、本発明の第２の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサを示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図であり、（ｃ）は電極板の背面図であり、（ｄ）はスペーサの正面図である。
【図１１】は、本発明の第３の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサを示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図であり、（ｃ）は電極板の背面図であり、（ｄ）はスペーサの正面図である。
【図１２】は、本発明の第１の実施形態の複極式電解槽の電極板及びスペーサの変形例を示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図である。
【図１３】は、本発明の第２の実施形態の複極式電解槽の電極板及びスペーサの変形例を示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る複極式電解槽の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明による複極式電解槽の第１の実施形態を示す図であって、複極式電解槽１を一方向から見た分解斜視図である。
この図に示すように、複極式電解槽１は、筐体２内に複数の電極板３、複数のスペーサ４を配して構成されたものである。
【００１８】
筐体２は、側板５Ａ、５Ｂと胴体６とからなるものであり、これらは塩化ビニル樹脂、カーボネイト樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂により形成されたものである。
【００１９】
側板５Ａ、５Ｂは、所定の厚みを有する外観矩形の板状体であり、それぞれその中央部に厚み方向に貫通する電極棒挿入孔７が形成され、側板５Ａの下部には、厚み方向に貫通する電解質溶液供給用の供給孔８が形成され、側板５Ｂの上部には、厚み方向に貫通する電解生成物取出し用の取出孔９が形成されている。
【００２０】
図２は、組み立てられた状態の複極式電解槽１の縦断面図であって、図１における電極棒挿入孔７の中心における断面を示している。
図２に示すように、側板５Ａ、５Ｂには、それぞれ対向する内面に係合段部１１が形成され、外面中央部に凹部１２が形成されている。また、前述した供給孔８は大径部８ａと小径部８ｂとからなっており、取出孔９は大径部９ａと小径部９ｂとからなっている。
また、側板５Ａの内面中央部には、電極板３を嵌合させるための段部１３が形成されている。
【００２１】
胴体６は、円筒状に形成された部材であって、その一端部側に側板５Ａが固定され、他端部側に側板５Ｂが固定されるようになっている。
【００２２】
電極板３は、チタン合金等の金属製の板体であり、一の板面３ａに例えば陽極用としてプラチナ等によるコーティングがなされている。他の板面３ｂには、陰極用としてコーティングがなされていることが望ましいが、本実施形態においてはコーティングはなされていない。
【００２３】
また、図１に示すように、電極板３は、略正方形に形成されているとともに、電極板３の外縁の一端側に縁部の形状が略Ｕ字形となる切欠部１０Ａが形成されている。
【００２４】
この切欠部１０Ａは、後述するスペーサ４の被係合部と対をなす係合部を構成するものであり、電極板３の一の板面３ａを平面視して該切欠部１０Ａを有する外縁が上端に位置する向きにした場合、右端側において上方に向かって開口するように形成されている。
【００２５】
各電極板３、３・・は、所定寸法を隔てて対向して配置された側板５Ａ、５Ｂ間に、コーティングがなされた一の板面３ａを側板５Ａ、５Ｂ間方向の一方向に向けて並べて配置されており、図２に示すように、各電極板３、３・・のうち、両端に配置される電極板３には、その中央部に金属製の電極棒２１Ａ，２１Ｂが固定されている。
【００２６】
電極棒２１Ａ，２１Ｂは、一端部に頭部２２が形成され、他端部外面に雄螺子部２３が形成されたものであり、頭部２２が電極板３の中央部に固定されている。
【００２７】
スペーサ４は、図１に示すように、塩化ビニル樹脂、カーボネイト樹脂等の合成樹脂により形成された板状の部材であり、円筒状の胴体６内に収まるように円形に形成されたものである。
各スペーサ４、４・・は、各電極板３、３・・間に位置するように、各電極板３、３・・と交互に配置され、それぞれ一の板面を側板５Ａ、５Ｂ間方向の一方向に向けて並べて配置されている。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）は、スペーサ４の構成を示している。
これらの図に示すようにスペーサ４は、円形の板状体の中央部に、その板面間方向、すなわち厚み方向に貫通する中空孔２４が形成されたものである。中空孔２４は、その輪郭が正方形であり、前述した電極板３よりも各辺の寸法がやや小寸法となるように形成されている。
【００２９】
このスペーサ４の一方の板面４ａには、中空孔２４の内壁面に沿って、その厚み方向に凹む段部２５が形成されている。すなわち、段部２５は、中空孔２４の各辺に略沿う一定の幅寸法をもって、スペーサ４の厚み方向に凹むように形成されたものであり、前記各辺に沿う４つの凹部２５ａ〜２５ｄからなっている。
【００３０】
凹部２５ａの一端部側の底面ｙには、スペーサ４の板面４ａ，４ｂ間方向に突出した突起部３５が形成されている。
この突起部３５は、図４（ｂ）に示すように、略円柱形状に形成され、被係合部を構成するものであり、図５（ａ），（ｂ）に示すように、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させたときには切欠部１０Ａと対応する位置関係となって互いに係合して電極板３の段部２５内への配置を許すが、同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、コーティングがなされた一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させた向きにしたときには電極板３の切欠部１０Ａと突起部３５とが互いに非対応の位置関係となって、すなわち相互の係合位置がずれて電極板３の段部２５内への配置を阻止するように形成されているものである。
【００３１】
すなわち、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させた場合（図５（ａ）の場合）には、図５（ｂ）に示すスペーサ４の突起部３５と切欠部１０Ａとの位置が対応するため、両者を係合させることができるが、同図（ａ）に示す該電極板３を裏返して図（ｃ）に示す向きにした場合には、他の板面３ｂをどの角度に回転させても突起部３５と切欠部１０Ａとの位置が合わずに電極板３が突起部３５に当接してしまい、電極板３の段部２５への配置ができない構成になっている。
【００３２】
突起部３５の周辺においては、該突起部３５を迂回するように、その周を廻って段部２５が設けられている。
【００３３】
このようにスペーサ４の段部２５内には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、電極板３が一方向に向けられた場合にのみ嵌入可能になっている。
【００３４】
また、段部２５は、略中空孔２４の各辺に沿う矩形の形状となっているが、この矩形形状の各辺外側の寸法は、電極板３の各辺より僅かに大きい寸法となっており、この段部２５内に電極板３がしっくりと嵌合し、電極板３がスペーサ４の板面に沿う方向に徒に動かないようになっている。
また、段部２５の前記厚み方向の深さは、電極板３の厚みと略同一寸法とされており、電極板３を嵌合させたときに、電極板３の板面３ａとスペーサ４の板面４ａとが面一状態となるように形成されている。
【００３５】
スペーサ４には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、中空孔２４の上下部において、掛止部２６，２６が形成されており、中空孔２４の左右両側方の縁部において、掛止部２６，２６を掛止させる被掛止部２７，２７が形成されている。これら掛止部２６及び被掛止部２７は、図６に示すように隣接するスペーサ４，４同士を結合させるものであり、互いに隣接するスペーサ４、４において、一方のスペーサ４の被掛止部２７、２７に他方のスペーサ４の掛止部２６、２６を掛止させることによって、各スペーサ４、４が連結・結合するようになっている。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、被掛止部２７は、スペーサ４の縁部に形成されており、スペーサ４の中空孔２４側に凹んで掛止部２６を進入させる凹所２７ａと、凹所２７ａの外周方向の側方においてスペーサ４の厚み方向に窪んだ掛止段部２７ｂとを備えている。
【００３７】
掛止部２６は、前記被掛止部２７の形成位置から９０度回転させた縁部に形成されており、板面４ａから立ち上がる立ち上がり壁部２６ａと、立ち上がり壁部２６ａから板面４ａに平行に、かつスペーサ４の外周に沿って側方に折曲した延在部２６ｂとを備えている。
【００３８】
延在部２６ｂの厚みは、図６に示すように、被掛止部２７の掛止段部２７ｂの窪み深さ寸法と同寸法に形成されており、掛止部２６の延在部２６ｂが被掛止部２７の掛止段部２７ｂに重なって掛止された際に延在部２６ｂの板面２６ｃと他のスペーサ４の板面４ａとが略面一になるように形成されている。また延在部２６ｂの下方は、空間部Ｓとなっている。
【００３９】
延在部２６ｂの下方に位置する空間部Ｓの外周方向の側方には、嵌合凸部３６が形成されており、被掛止部２７の掛止段部２７ｂの側方には、隣接する一方のスペーサ４の掛止部２６を他方のスペーサ４の被掛止部２７に掛止させた際に嵌合凸部３６を嵌合させる嵌合凹部３７形成されている。
【００４０】
なお、複数のスペーサ４、４・・のうち、側板５Ｂに一番近いスペーサ４の掛止部２６は側板５Ｂに形成された被掛止部（不図示）に掛止されるようになっており、側板５Ａに一番近いスペーサ４の被掛止部２７には側板５Ａに形成された掛止部（不図示）が掛止されるようになっている。
【００４１】
また、図４（ｂ）に示すように、このスペーサ４には、段部２５を形成する凹部２５ａ，２５ｃの左右方向中央部の外方と、凹部２５ｂ、２５ｄの上下方向中央部の外方のそれぞれに、電解質溶液を通す通液孔２８，２８・・が形成されている。
【００４２】
通液孔２８は、スペーサ４の板面４ａ，４ｂ間方向に貫通する孔である。この通液孔２８と中空孔２４との間は、板面４ｂに形成された流路３０によって結ばれており、後述するように通液孔２８に導入された電解質溶液が流路３０を通って中空孔２４内に導かれるようになっている。
【００４３】
流路３０は、図４（ａ）に示すように、板面４ｂに形成された溝であり、図３（ｃ）に示すように、通液孔２８から中空孔２４へ向けて直線的に延びる溝３０ａと、通液孔２８から中空孔２４の端縁に沿って両側方に延び、途中から折れ曲がって中空孔２４へ向けて上方へ伸びる溝３０ｂ、３０ｃとからなっている。
【００４４】
このスペーサ４の通液孔２８は、図２に示すように、筐体２内への配置時に電解室Ｃの下部に位置するものが電解質溶液を供給する導入孔となり、電解室Ｃの上部に位置するものが電解質溶液の電解生成物質の導出孔となり、電解室Ｃの左右に位置するものが流路３０を通じて各電解室Ｃ内と連通し、該電解室Ｃに浸入する電解質溶液の液面を調整する液面調整孔となる。
【００４５】
上記の構成要素からなる複極式電解槽１は、次のようにして組み立てられる。
まず、図５（ｂ）に示すように、電極板３を、その切欠部１０Ａがスペーサ４の突起部３５に係合する向きとなるよう、コーティングが施されていない他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させて段部２５内に配置する。この際、図５（ｃ）に示すように電極板３の向きが上記と反対、すなわちコーティングがされている一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させて配置しようとした場合には、切欠部１０Ａと突起部３５との位置が合わないため、突起部３５によって電極板３を段部２５に配置することが阻止される。
【００４６】
そして、図７に示すように、電極板３を配置したスペーサ４を、電極板３を配置した他のスペーサ４に重ね合わせて固定する。すなわち、一方のスペーサ４の掛止部２６を他のスペーサ４の被掛止部２７の凹所２７ａに進入させるとともに、掛止部２６の延在部２６ｂの先端を被掛止部２７の掛止段部２７ｂの先端に掛け、スペーサ４，４の相互に対向する板面４ａ，４ｂ同士を接近させる。そうすると、スペーサ４の板面４ａに形成された嵌合凸部３６が他のスペーサ４の板面４ｂに当接して板面４ａ，４ｂ同士の密着が阻止されるとともに、掛止部２６および被掛止部２７の嵌合段部２７ｂが弾性変形する。
【００４７】
この状態で、スペーサ４を、他のスペーサ４に対して相対的に移動するようにスライドさせると、嵌合凸部３６が嵌合凹部３７に嵌合して延在部２６ｂと掛止段部２７ｂとが当接するとともに、スペーサ４，４同士の板面４ａ，４ｂが密に当接し、その結果スペーサ４，４同士が不用意に移動しないよう固定される。この際、各電極板３は、隣接するスペーサ４によって該電極板３の周辺部分がカバーされるので、自己が嵌合するスペーサ４の段部２５内に移動不能に保持される。
【００４８】
上記の要領で、スペーサ４，４を順次連結し、図８に示すように、それぞれに電極板３を組み込んだスペーサ４，４・・の連結体Ｍが得られる。
【００４９】
そして、図２に示すように、側板５Ａに一番近い電極板３に固定された電極棒２１Ａを側板５Ａの電極棒挿入孔７に挿通するとともに、側板５Ｂに一番近い電極板３に固定された電極棒２１Ｂを側板５Ｂの電極棒挿入孔７に挿通し、側板５Ｂに一番近い電極板３を前記連結体Ｍの一端側に位置するスペーサ４の段部２５に嵌入させ、更に連結体Ｍに胴体６を被せ、側板５Ａを供給孔８と通液孔２８が連通するように合わせ、各電極棒２１Ａ，２１Ｂの雄螺子部２３にワッシャ４３、スプリングワッシャ４４を介在させた状態でナット４５を緊締することにより、側板５Ａ、胴体６、側板５Ｂ、スペーサ４、４・・を強固に固定する。なお、側板５Ａに一番近い電極板３は、側板５Ａの段部１３内に嵌着させている。
【００５０】
上記の構成において、各スペーサ４の通液孔２８は互いに連通している。また、互いに連通した通液孔２８のうちの下方に位置するものが側板５Ａの供給孔８と連通しており、上方に位置する通液孔２８は、側板５Ｂの取出孔９と連通している。
【００５１】
また、各スペーサ４の中空孔２４は、隣接する２枚の電極板３、３によって覆われることになるが、この内部が電解質溶液を電気分解する電解室Ｃとなる。
【００５２】
また、各スペーサ４の流路３０は、それぞれ隣接するスペーサ４及びこれに嵌合している電極板３によって覆われ、通液孔２８と中空孔２４内と連通する流体通路となる。
【００５３】
また、供給孔８及び取出孔９と連通した通液孔２８，２８以外の、左右両側方に位置する通液孔２８及びこれらに連通した流路３０は、それぞれ隣接するスペーサ４及びこれに嵌合している電極板３によって覆われ、通液孔２８と中空孔２４内とを連通する流体通路となり、各スペーサ４の中空孔２４内が互いに連通する構造となる。
【００５４】
次に、上記の複極式電解槽１での電解生成物質の生成について、図２を参照して説明する。
まず、供給孔８に電解質溶液を供給する。電解質溶液は、互いに連通する各スペーサ４の下方に位置する通液孔２８内に流入し、各スペーサ４の流路３０を通って電解室Ｃ内に流入する。電解室Ｃ内において電解質溶液が所定の量に達したとき、電極棒２１Ａを、２１Ｂがそれぞれ陽極、陰極となるようにこれらの間に通電すると、電極板３の一の板面３ａ面上において電解質溶液が電気分解され、電解室Ｃ内で塩素等の気体と液体の混濁した状態の、若しくは、主として塩素等となった電解生成物質が生成される。電解生成物質は、電解室Ｃ内から各スペーサ４の流路３０を通って導出孔を構成する上方の通液孔２８内に至り、取出孔９を経て取り出される。
【００５５】
この場合、上述したとおり、電極板３のコーティングされていない板面３ｂが必ずスペーサ４の段部２５の底面ｙに対向するように配置されているため、電極棒２１Ａ，２１Ｂ間に上記のように通電した場合には、陽極用にコーティングがなされた一の板面３ａが常にプラス側となり該板面３ａにおいて塩素が発生するため、正常な電気分解が可能となる。また、複極式電解槽１の電解効率の低下を長期に亘って防止することができる。
【００５６】
以上に説明したように、複極式電解槽１によると、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させたときには、突起部３５と切欠部１０Ａとが互いに対応する位置関係となって電極板３の段部２５内への配置を許すが、電極板３の一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させたときには、突起部３５と切欠部１０Ａとが相互に非対応の位置関係となって、即ち互いの位置が合わずに電極板３の段部２５内への配置を阻止する。即ち、電極板３を所定の向きと反対の向きでスペーサ４に組み込むことができないようになっている。
したがって、電極板３の表裏を区別している場合、電極板３を誤った向きでスペーサ４に配置させることがなく、正常な電気分解ができなくなる電解槽の誤組立てを防止することができるという効果が得られる。
【００５７】
また、電極板３の向きの判別が容易になるため、複極式電解槽１の組み立てを簡便かつ効率的に行うことができるという効果が得られる。
【００５８】
また、掛止部２６と被掛止部２７とが設けられているとともに、嵌合凸部３６と嵌合凹部３７とが形成されているため、スペーサ４，４同士の連結を簡便することができるとともに、該連結状態を堅固にすることができるという効果が得られる。
【００５９】
なお、本実施形態において、切欠部１０Ａは、その縁部の形状が略Ｕ字型となるように形成されているがこれに限られるものではなく、例えば図９に示すように、切欠部１０Ａの縁部の形状が略Ｖ字型となるように形成されたものであっても、その他の多角形に形成されたものであってもよく、要は、突起部３５の外縁を囲み、かつ、電極板３の一端縁外方に向けて開口しているものであればよい。
【００６０】
また、突起部３５は、必ずしもスペーサ４の段部２５の上部側を構成する凹部２５ａの右側端部に形成されている必要はなく、段部２５の角部２５ｓ，２５ｓ又は段部２５の一辺を２等分する点ｐ、ｐを通る仮想中心線Ｌ１〜Ｌ４上（すなわち段部２５の外周縁を線対称となるように二等分する線上）に形成されたものでなければ、段部２５のいずれの位置に形成されたものであってもよい。
【００６１】
すなわち、突起部３５が上記仮想中心線Ｌ１〜Ｌ４上に形成された場合には、これに係合させる切欠部１０Ａを有する電極板３が、いずれの板面３ａ，３ｂをスペーサ４に向けても互いに対応する位置関係となり、電極板３を段部２５に配置し得ることとなるが、突起部３５が上記仮想中心軸線Ｌ１〜Ｌ４上からずれた位置に形成され、電極板３の切欠部１０Ａが該突起部３５を囲むように形成されている場合には、電極板３の一の板面３ａと他の板面３ｂとの間で切欠部１０Ａの形成位置が常にずれるものとなり、電極板３の一の板面３ａを常に一方向に向けてスペーサ４に配置させることが可能となる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施形態において、同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態の複極式電解槽１は、電極板３の切欠部１０Ｂの形状において、第１の実施形態と異なっているが、それ以外の点については第１の実施形態と同様である。
【００６３】
本実施形態の切欠部１０Ｂは、電極板３を一の板面３ａを正面視した場合に、スペーサ４の突起部３５に対応する電極板３の角部３ｓが直線状に切截され、切截された結果形成された２つの角θ１，θ２が相互に異なる角度となるよう形成されている。
電極板３をこのような構成とすることにより、電極板３の一の板面３ａを一方向に向けた場合と電極板３の他の板面３ｂを一の方向に向けた場合とで電極板３の形状が異なることとなる。
【００６４】
したがって、上述した第１の実施形態の場合と同様に、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させたときにのみ、突起部３５と切欠部１０Ｂとが互いに対応する位置関係となって電極板３の段部２５内への配置を許し、同図（ｃ），（ｄ）に示すように電極板３を所定の向きと反対の向きでスペーサ４に組み込んだ場合には、切欠部１０Ｂの突起部３５に係合する部分が突起部３５の位置とずれてしまい、電極板３が突起部３５と係合して段部２５に嵌合できない構成となっている。
【００６５】
したがって、本実施形態においても上述した第１の実施形態と同様に、電極板３の他の板面３ｂを段部２５に対向させた場合にのみ電極板３をスペーサ４に配置させることが可能となり、第１の実施形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
次に、本発明の第３の実施形態について、図１１（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施形態において、同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態の複極式電解槽１は、係合部が切欠ではなく、突起部３５を嵌入させる孔４０とされている点で、第１の実施形態と異なっているが、それ以外の点については第１の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態において、孔４０は、突起部３５の円柱の径よりも僅かに大径に形成されており、該孔４０に突起部３５を嵌着できるようになっている。
【００６８】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態においては、突起部３５が仮想中心線Ｌ１〜Ｌ４上に位置しないよう形成されているとともに、電極板３の孔４０が、他の板面３ｂをスペーサ４の段部２５の底面ｙに対向させて配置した場合に突起部３５に係合する位置に形成されている。したがって、上記の場合には、突起部３５に孔４０が係合し、電極板３の段部２５への配置を許すこととなるが、同図（ｃ），（ｄ）に示すように、一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させて配置した場合には、孔４０の形成位置が突起部３５の位置とずれてしまい、電極板３の段部２５への嵌着を許さない構成となる。
したがって、本実施形態においても上述した第１及び第２の実施形態と同様に、電極板３の他の板面３ｂを段部２５に対向させた場合にのみ電極板３をスペーサ４に配置させることが可能となり、第１の実施形態で示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上記第１の実施形態、その変形例、及び第２の実施形態においては、被係合部を突起部３５とし、該突起部３５を備えたスペーサ４に対して、切欠部１０Ａを有する電極板３又は切欠部１０Ｂを有する電極板３のいずれをも適用できるように構成としたが、被係合部を、突起部３５に代えて、例えば図１２，図１３に示すように、切欠部１０Ａ又は１０Ｂに嵌着し得る突出壁部５０又は５１としたものであってもよい。
被係合部を突出壁部５０又は５１とした場合にも、電極板３を一方向に向けた場合にのみ該電極板３を段部２５に配置し得ることとなり、上述した第１及び第２の実施形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 複極式電解槽
２ 筐体
３ 電極板
３ａ 一の板面
３ｂ 他の板面
４ スペーサ
１０Ａ、１０Ｂ 切欠部（係合部）
２５ 段部
２６ 掛止部
２７ 被掛止部
３５ 突起部（被係合部）
３６ 嵌合凸部
３７ 嵌合凹部
４０ 孔（係合部）
５０，５１ 突出壁部（被係合部）
Ｃ 電解室
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電解殺菌水を生成する電解水製造装置に備えられた複極式電解槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品製造分野等においては、食品やこれを製造する機器を殺菌洗浄する電解殺菌水を生成するために、複極式電解槽を備えた電解水製造装置が用いられている（例えば、特許文献１）。この複極式電解槽は、酸化チタン等からなる電極板を多数配列するとともに、隣接する電極板が短絡してしまわないように各電極板の間に絶縁体のスペーサを配して、電極板間がそれぞれ独立した電解室を形成する構成とされている。電解槽の電極板の基材にコーティングする触媒は、白金（Ｐｔ）やイリジウム（Ｉｒ）など貴金属類からなっており、コストが高いため、比較的に安価で強度・加工性・耐食性に優れたチタン金属の表面に薄く触媒をコーティングすることで、コストを抑えている。また、陰極と陽極では、発生する物質が異なるので、異なる触媒を使用することもある。
塩酸電解用の電極板は、通常、チタンからなる基材上に、ＰｒやＩｒ等の触媒をコーティングしたものを用いる。特に、陽極面における塩素ガスの発生には、ＰｔまたはＩｒは必須であり、それらのコーティング量に比例して、電極の寿命も長くなることが知られている。
一方、陰極面における水素ガスの発生には、ＰｔまたはＩｒは必須ではなく、陽極面と異なる触媒をコーティングすることがある。また、基材がチタンの場合、触媒のコーティング無しでも水素ガスの発生は可能であるため、一枚の電極板の表裏で、陰陽両面が存在する電極の最も単純な形態である、片面のみのコーティングも利用することができる。
そして、複極式電解槽の組み立てにおいては、プラチナ、酸化イリジウム等でコーティングした一の板面をプラス側となる向きにして、電極板及びスペーサを配置し、この板面において塩素を発生させ、他の板面において水素を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０５８０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の複極式電解槽によれば、電極板の板面の表裏面の確認により板面の向きを判別してスペーサに配置していたため、電極板の向きを誤ってスペーサに配置することにより、正常な電気分解ができなくなる電解槽を組み立てる可能性があるという問題があった。
【０００５】
また、電極板の誤配置により複極式電解槽の電気分解効率を早期に低下させてしまうという問題があった。
【０００６】
また、電極板の誤配置を防止するためには、電極板の表裏面を十分に確認して行う必要があるため、複極式電解槽の組立作業の効率が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、電極板のスペーサに対する向きを容易に判別して、複極式電解槽の誤組立てを容易かつ確実に防止することができ、また、電解効率の早期低下を防止することができる複極式電解槽を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するべく、以下の手段を提供している。
すなわち、本願の請求項１に係る複極式電解槽は、筐体と、電解質溶液を電気分解して電解生成物質を生成する電極板と、該電極板を配置させる段部を有する板状のスペーサとを備え、前記電極板の一の板面が一方向を向くように該電極板を前記段部に配置させた前記スペーサを複数連結し、これら電極板とスペーサとによって電解室を形成して前記筐体の内部に配置した複極式電解槽であって、前記スペーサの段部又は前記電極板のいずれか一方に被係合部が設けられるとともに、前記一方に対する他方に係合部が形成され、前記被係合部と前記係合部とは、前記電極板をその一の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには互いに対応する位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を許すとともに、前記電極板をその他の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには相互に非対応の位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を阻止するように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本願の請求項２に係る複極式電解槽は、請求項１に記載の複極式電解槽であって、前記被係合部は、前記段部に形成された突出壁部又は突起部であり、前記係合部は、前記電極板に形成された切欠部又は孔であることを特徴とする。
【００１０】
本願の請求項３に係る複極式電解槽は、請求項１又は２に記載の複極式電解槽であって、前記スペーサには、その板面上に形成された掛止部と、他のスペーサの前記掛止部を掛止させて該他のスペーサと連結させる被掛止部とが形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本願の請求項４に係る複極式電解槽は、請求項３に記載の複極式電解槽であって、前記スペーサの一の板面には、嵌合凸部が形成され、前記スペーサの他の板面には、前記他のスペーサの前記一の板面の嵌合凸部を嵌合させて前記スペーサ同士の前記連結を保持する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る複極式電解槽によれば、電極板の一の板面を一方向に向けて前記段部に配置させたときには互いに対応する位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を許すとともに、前記電極板の他の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには相互に非対応の位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を阻止する係合部及び被係合部が電極板及びスペーサのそれぞれに形成されている。すなわち、電極板を所定の向き以外でスペーサに組み込むことができないようになっている。したがって、電極板の表裏面の別を設けている場合に電極板を誤った向きで配置させることがなく、電極板の誤配置による該電極板の腐食を回避し、電極板の寿命が短くなるのを防止することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、複極式電解槽の電解効率を長期間維持することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、電極板の向きの判別が容易になるため、複極式電解槽の組み立てを簡便かつ効率的に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽を示す図であって、複極式電解槽を一方向から見た分解斜視図である。
【図２】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の縦断面図である。
【図３】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽のスペーサを示した図であり、（ａ）は該スペーサの正面図であり、（ｂ）は該スペーサの側面図であり、（ｃ）は該スペーサの背面図である。
【図４】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽のスペーサを示した図であり、（ａ）は該スペーサを背面方向から見た斜視図であり、（ｂ）は該スペーサを正面方向から見た斜視図である。
【図５】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサを示した図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図であり、（ｃ）は電極板の背面図であり、（ｄ）はスペーサの正面図である。
【図６】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽のスペーサ同士の連結状態を一部を拡大して示した斜視図である。
【図７】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサの連結方法を示した説明図である。
【図８】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサの連結した状態を示した斜視図である。
【図９】は、本発明の第１の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサの変形例を示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図である。
【図１０】は、本発明の第２の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサを示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図であり、（ｃ）は電極板の背面図であり、（ｄ）はスペーサの正面図である。
【図１１】は、本発明の第３の実施形態として示した複極式電解槽の電極板及びスペーサを示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図であり、（ｃ）は電極板の背面図であり、（ｄ）はスペーサの正面図である。
【図１２】は、本発明の第１の実施形態の複極式電解槽の電極板及びスペーサの変形例を示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図である。
【図１３】は、本発明の第２の実施形態の複極式電解槽の電極板及びスペーサの変形例を示す図であり、（ａ）は電極板の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電極板を嵌合させたスペーサの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る複極式電解槽の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明による複極式電解槽の第１の実施形態を示す図であって、複極式電解槽１を一方向から見た分解斜視図である。
この図に示すように、複極式電解槽１は、筐体２内に複数の電極板３、複数のスペーサ４を配して構成されたものである。
【００１８】
筐体２は、側板５Ａ、５Ｂと胴体６とからなるものであり、これらは塩化ビニル樹脂、カーボネイト樹脂、アクリル樹脂等の合成樹脂により形成されたものである。
【００１９】
側板５Ａ、５Ｂは、所定の厚みを有する外観矩形の板状体であり、それぞれその中央部に厚み方向に貫通する電極棒挿入孔７が形成され、側板５Ａの下部には、厚み方向に貫通する電解質溶液供給用の供給孔８が形成され、側板５Ｂの上部には、厚み方向に貫通する電解生成物取出し用の取出孔９が形成されている。
【００２０】
図２は、組み立てられた状態の複極式電解槽１の縦断面図であって、図１における電極棒挿入孔７の中心における断面を示している。
図２に示すように、側板５Ａ、５Ｂには、それぞれ対向する内面に係合段部１１が形成され、外面中央部に凹部１２が形成されている。また、前述した供給孔８は大径部８ａと小径部８ｂとからなっており、取出孔９は大径部９ａと小径部９ｂとからなっている。
また、側板５Ａの内面中央部には、電極板３を嵌合させるための段部１３が形成されている。
【００２１】
胴体６は、円筒状に形成された部材であって、その一端部側に側板５Ａが固定され、他端部側に側板５Ｂが固定されるようになっている。
【００２２】
電極板３は、チタン合金等の金属製の板体であり、一の板面３ａに例えば陽極用としてプラチナ等によるコーティングがなされている。他の板面３ｂには、陰極用としてコーティングがなされていることが望ましいが、本実施形態においてはコーティングはなされていない。
【００２３】
また、図１に示すように、電極板３は、略正方形に形成されているとともに、電極板３の外縁の一端側に縁部の形状が略Ｕ字形となる切欠部１０Ａが形成されている。
【００２４】
この切欠部１０Ａは、後述するスペーサ４の被係合部と対をなす係合部を構成するものであり、電極板３の一の板面３ａを平面視して該切欠部１０Ａを有する外縁が上端に位置する向きにした場合、右端側において上方に向かって開口するように形成されている。
【００２５】
各電極板３、３・・は、所定寸法を隔てて対向して配置された側板５Ａ、５Ｂ間に、コーティングがなされた一の板面３ａを側板５Ａ、５Ｂ間方向の一方向に向けて並べて配置されており、図２に示すように、各電極板３、３・・のうち、両端に配置される電極板３には、その中央部に金属製の電極棒２１Ａ，２１Ｂが固定されている。
【００２６】
電極棒２１Ａ，２１Ｂは、一端部に頭部２２が形成され、他端部外面に雄螺子部２３が形成されたものであり、頭部２２が電極板３の中央部に固定されている。
【００２７】
スペーサ４は、図１に示すように、塩化ビニル樹脂、カーボネイト樹脂等の合成樹脂により形成された板状の部材であり、円筒状の胴体６内に収まるように円形に形成されたものである。
各スペーサ４、４・・は、各電極板３、３・・間に位置するように、各電極板３、３・・と交互に配置され、それぞれ一の板面を側板５Ａ、５Ｂ間方向の一方向に向けて並べて配置されている。
【００２８】
図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）、（ｂ）は、スペーサ４の構成を示している。
これらの図に示すようにスペーサ４は、円形の板状体の中央部に、その板面間方向、すなわち厚み方向に貫通する中空孔２４が形成されたものである。中空孔２４は、その輪郭が正方形であり、前述した電極板３よりも各辺の寸法がやや小寸法となるように形成されている。
【００２９】
このスペーサ４の一方の板面４ａには、中空孔２４の内壁面に沿って、その厚み方向に凹む段部２５が形成されている。すなわち、段部２５は、中空孔２４の各辺に略沿う一定の幅寸法をもって、スペーサ４の厚み方向に凹むように形成されたものであり、前記各辺に沿う４つの凹部２５ａ〜２５ｄからなっている。
【００３０】
凹部２５ａの一端部側の底面ｙには、スペーサ４の板面４ａ，４ｂ間方向に突出した突起部３５が形成されている。
この突起部３５は、図４（ｂ）に示すように、略円柱形状に形成され、被係合部を構成するものであり、図５（ａ），（ｂ）に示すように、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させたときには切欠部１０Ａと対応する位置関係となって互いに係合して電極板３の段部２５内への配置を許すが、同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、コーティングがなされた一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させた向きにしたときには電極板３の切欠部１０Ａと突起部３５とが互いに非対応の位置関係となって、すなわち相互の係合位置がずれて電極板３の段部２５内への配置を阻止するように形成されているものである。
【００３１】
すなわち、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させた場合（図５（ａ）の場合）には、図５（ｂ）に示すスペーサ４の突起部３５と切欠部１０Ａとの位置が対応するため、両者を係合させることができるが、同図（ａ）に示す該電極板３を裏返して図（ｃ）に示す向きにした場合には、他の板面３ｂをどの角度に回転させても突起部３５と切欠部１０Ａとの位置が合わずに電極板３が突起部３５に当接してしまい、電極板３の段部２５への配置ができない構成になっている。
【００３２】
突起部３５の周辺においては、該突起部３５を迂回するように、その周を廻って段部２５が設けられている。
【００３３】
このようにスペーサ４の段部２５内には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、電極板３が一方向に向けられた場合にのみ嵌入可能になっている。
【００３４】
また、段部２５は、略中空孔２４の各辺に沿う矩形の形状となっているが、この矩形形状の各辺外側の寸法は、電極板３の各辺より僅かに大きい寸法となっており、この段部２５内に電極板３がしっくりと嵌合し、電極板３がスペーサ４の板面に沿う方向に徒に動かないようになっている。
また、段部２５の前記厚み方向の深さは、電極板３の厚みと略同一寸法とされており、電極板３を嵌合させたときに、電極板３の板面３ａとスペーサ４の板面４ａとが面一状態となるように形成されている。
【００３５】
スペーサ４には、図４（ａ），（ｂ）に示すように、中空孔２４の上下部において、掛止部２６，２６が形成されており、中空孔２４の左右両側方の縁部において、掛止部２６，２６を掛止させる被掛止部２７，２７が形成されている。これら掛止部２６及び被掛止部２７は、図６に示すように隣接するスペーサ４，４同士を結合させるものであり、互いに隣接するスペーサ４、４において、一方のスペーサ４の被掛止部２７、２７に他方のスペーサ４の掛止部２６、２６を掛止させることによって、各スペーサ４、４が連結・結合するようになっている。
【００３６】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、被掛止部２７は、スペーサ４の縁部に形成されており、スペーサ４の中空孔２４側に凹んで掛止部２６を進入させる凹所２７ａと、凹所２７ａの外周方向の側方においてスペーサ４の厚み方向に窪んだ掛止段部２７ｂとを備えている。
【００３７】
掛止部２６は、前記被掛止部２７の形成位置から９０度回転させた縁部に形成されており、板面４ａから立ち上がる立ち上がり壁部２６ａと、立ち上がり壁部２６ａから板面４ａに平行に、かつスペーサ４の外周に沿って側方に折曲した延在部２６ｂとを備えている。
【００３８】
延在部２６ｂの厚みは、図６に示すように、被掛止部２７の掛止段部２７ｂの窪み深さ寸法と同寸法に形成されており、掛止部２６の延在部２６ｂが被掛止部２７の掛止段部２７ｂに重なって掛止された際に延在部２６ｂの板面２６ｃと他のスペーサ４の板面４ａとが略面一になるように形成されている。また延在部２６ｂの下方は、空間部Ｓとなっている。
【００３９】
延在部２６ｂの下方に位置する空間部Ｓの外周方向の側方には、嵌合凸部３６が形成されており、被掛止部２７の掛止段部２７ｂの側方には、隣接する一方のスペーサ４の掛止部２６を他方のスペーサ４の被掛止部２７に掛止させた際に嵌合凸部３６を嵌合させる嵌合凹部３７形成されている。
【００４０】
なお、複数のスペーサ４、４・・のうち、側板５Ｂに一番近いスペーサ４の掛止部２６は側板５Ｂに形成された被掛止部（不図示）に掛止されるようになっており、側板５Ａに一番近いスペーサ４の被掛止部２７には側板５Ａに形成された掛止部（不図示）が掛止されるようになっている。
【００４１】
また、図４（ｂ）に示すように、このスペーサ４には、段部２５を形成する凹部２５ａ，２５ｃの左右方向中央部の外方と、凹部２５ｂ、２５ｄの上下方向中央部の外方のそれぞれに、電解質溶液を通す通液孔２８，２８・・が形成されている。
【００４２】
通液孔２８は、スペーサ４の板面４ａ，４ｂ間方向に貫通する孔である。この通液孔２８と中空孔２４との間は、板面４ｂに形成された流路３０によって結ばれており、後述するように通液孔２８に導入された電解質溶液が流路３０を通って中空孔２４内に導かれるようになっている。
【００４３】
流路３０は、図４（ａ）に示すように、板面４ｂに形成された溝であり、図３（ｃ）に示すように、通液孔２８から中空孔２４へ向けて直線的に延びる溝３０ａと、通液孔２８から中空孔２４の端縁に沿って両側方に延び、途中から折れ曲がって中空孔２４へ向けて上方へ伸びる溝３０ｂ、３０ｃとからなっている。
【００４４】
このスペーサ４の通液孔２８は、図２に示すように、筐体２内への配置時に電解室Ｃの下部に位置するものが電解質溶液を供給する導入孔となり、電解室Ｃの上部に位置するものが電解質溶液の電解生成物質の導出孔となり、電解室Ｃの左右に位置するものが流路３０を通じて各電解室Ｃ内と連通し、該電解室Ｃに浸入する電解質溶液の液面を調整する液面調整孔となる。
【００４５】
上記の構成要素からなる複極式電解槽１は、次のようにして組み立てられる。
まず、図５（ｂ）に示すように、電極板３を、その切欠部１０Ａがスペーサ４の突起部３５に係合する向きとなるよう、コーティングが施されていない他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させて段部２５内に配置する。この際、図５（ｃ）に示すように電極板３の向きが上記と反対、すなわちコーティングがされている一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させて配置しようとした場合には、切欠部１０Ａと突起部３５との位置が合わないため、突起部３５によって電極板３を段部２５に配置することが阻止される。
【００４６】
そして、図７に示すように、電極板３を配置したスペーサ４を、電極板３を配置した他のスペーサ４に重ね合わせて固定する。すなわち、一方のスペーサ４の掛止部２６を他のスペーサ４の被掛止部２７の凹所２７ａに進入させるとともに、掛止部２６の延在部２６ｂの先端を被掛止部２７の掛止段部２７ｂの先端に掛け、スペーサ４，４の相互に対向する板面４ａ，４ｂ同士を接近させる。そうすると、スペーサ４の板面４ａに形成された嵌合凸部３６が他のスペーサ４の板面４ｂに当接して板面４ａ，４ｂ同士の密着が阻止されるとともに、掛止部２６および被掛止部２７の嵌合段部２７ｂが弾性変形する。
【００４７】
この状態で、スペーサ４を、他のスペーサ４に対して相対的に移動するようにスライドさせると、嵌合凸部３６が嵌合凹部３７に嵌合して延在部２６ｂと掛止段部２７ｂとが当接するとともに、スペーサ４，４同士の板面４ａ，４ｂが密に当接し、その結果スペーサ４，４同士が不用意に移動しないよう固定される。この際、各電極板３は、隣接するスペーサ４によって該電極板３の周辺部分がカバーされるので、自己が嵌合するスペーサ４の段部２５内に移動不能に保持される。
【００４８】
上記の要領で、スペーサ４，４を順次連結し、図８に示すように、それぞれに電極板３を組み込んだスペーサ４，４・・の連結体Ｍが得られる。
【００４９】
そして、図２に示すように、側板５Ａに一番近い電極板３に固定された電極棒２１Ａを側板５Ａの電極棒挿入孔７に挿通するとともに、側板５Ｂに一番近い電極板３に固定された電極棒２１Ｂを側板５Ｂの電極棒挿入孔７に挿通し、側板５Ｂに一番近い電極板３を前記連結体Ｍの一端側に位置するスペーサ４の段部２５に嵌入させ、更に連結体Ｍに胴体６を被せ、側板５Ａを供給孔８と通液孔２８が連通するように合わせ、各電極棒２１Ａ，２１Ｂの雄螺子部２３にワッシャ４３、スプリングワッシャ４４を介在させた状態でナット４５を緊締することにより、側板５Ａ、胴体６、側板５Ｂ、スペーサ４、４・・を強固に固定する。なお、側板５Ａに一番近い電極板３は、側板５Ａの段部１３内に嵌着させている。
【００５０】
上記の構成において、各スペーサ４の通液孔２８は互いに連通している。また、互いに連通した通液孔２８のうちの下方に位置するものが側板５Ａの供給孔８と連通しており、上方に位置する通液孔２８は、側板５Ｂの取出孔９と連通している。
【００５１】
また、各スペーサ４の中空孔２４は、隣接する２枚の電極板３、３によって覆われることになるが、この内部が電解質溶液を電気分解する電解室Ｃとなる。
【００５２】
また、各スペーサ４の流路３０は、それぞれ隣接するスペーサ４及びこれに嵌合している電極板３によって覆われ、通液孔２８と中空孔２４内と連通する流体通路となる。
【００５３】
また、供給孔８及び取出孔９と連通した通液孔２８，２８以外の、左右両側方に位置する通液孔２８及びこれらに連通した流路３０は、それぞれ隣接するスペーサ４及びこれに嵌合している電極板３によって覆われ、通液孔２８と中空孔２４内とを連通する流体通路となり、各スペーサ４の中空孔２４内が互いに連通する構造となる。
【００５４】
次に、上記の複極式電解槽１での電解生成物質の生成について、図２を参照して説明する。
まず、供給孔８に電解質溶液を供給する。電解質溶液は、互いに連通する各スペーサ４の下方に位置する通液孔２８内に流入し、各スペーサ４の流路３０を通って電解室Ｃ内に流入する。電解室Ｃ内において電解質溶液が所定の量に達したとき、電極棒２１Ａを、２１Ｂがそれぞれ陽極、陰極となるようにこれらの間に通電すると、電極板３の一の板面３ａ面上において電解質溶液が電気分解され、電解室Ｃ内で塩素等の気体と液体の混濁した状態の、若しくは、主として塩素等となった電解生成物質が生成される。電解生成物質は、電解室Ｃ内から各スペーサ４の流路３０を通って導出孔を構成する上方の通液孔２８内に至り、取出孔９を経て取り出される。
【００５５】
この場合、上述したとおり、電極板３のコーティングされていない板面３ｂが必ずスペーサ４の段部２５の底面ｙに対向するように配置されているため、電極棒２１Ａ，２１Ｂ間に上記のように通電した場合には、陽極用にコーティングがなされた一の板面３ａが常にプラス側となり該板面３ａにおいて塩素が発生するため、正常な電気分解が可能となる。また、複極式電解槽１の電解効率の低下を長期に亘って防止することができる。
【００５６】
以上に説明したように、複極式電解槽１によると、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させたときには、突起部３５と切欠部１０Ａとが互いに対応する位置関係となって電極板３の段部２５内への配置を許すが、電極板３の一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させたときには、突起部３５と切欠部１０Ａとが相互に非対応の位置関係となって、即ち互いの位置が合わずに電極板３の段部２５内への配置を阻止する。即ち、電極板３を所定の向きと反対の向きでスペーサ４に組み込むことができないようになっている。
したがって、電極板３の表裏を区別している場合、電極板３を誤った向きでスペーサ４に配置させることがなく、正常な電気分解ができなくなる電解槽の誤組立てを防止することができるという効果が得られる。
【００５７】
また、電極板３の向きの判別が容易になるため、複極式電解槽１の組み立てを簡便かつ効率的に行うことができるという効果が得られる。
【００５８】
また、掛止部２６と被掛止部２７とが設けられているとともに、嵌合凸部３６と嵌合凹部３７とが形成されているため、スペーサ４，４同士の連結を簡便することができるとともに、該連結状態を堅固にすることができるという効果が得られる。
【００５９】
なお、本実施形態において、切欠部１０Ａは、その縁部の形状が略Ｕ字型となるように形成されているがこれに限られるものではなく、例えば図９に示すように、切欠部１０Ａの縁部の形状が略Ｖ字型となるように形成されたものであっても、その他の多角形に形成されたものであってもよく、要は、突起部３５の外縁を囲み、かつ、電極板３の一端縁外方に向けて開口しているものであればよい。
【００６０】
また、突起部３５は、必ずしもスペーサ４の段部２５の上部側を構成する凹部２５ａの右側端部に形成されている必要はなく、段部２５の角部２５ｓ，２５ｓ又は段部２５の一辺を２等分する点ｐ、ｐを通る仮想中心線Ｌ１〜Ｌ４上（すなわち段部２５の外周縁を線対称となるように二等分する線上）に形成されたものでなければ、段部２５のいずれの位置に形成されたものであってもよい。
【００６１】
すなわち、突起部３５が上記仮想中心線Ｌ１〜Ｌ４上に形成された場合には、これに係合させる切欠部１０Ａを有する電極板３が、いずれの板面３ａ，３ｂをスペーサ４に向けても互いに対応する位置関係となり、電極板３を段部２５に配置し得ることとなるが、突起部３５が上記仮想中心軸線Ｌ１〜Ｌ４上からずれた位置に形成され、電極板３の切欠部１０Ａが該突起部３５を囲むように形成されている場合には、電極板３の一の板面３ａと他の板面３ｂとの間で切欠部１０Ａの形成位置が常にずれるものとなり、電極板３の一の板面３ａを常に一方向に向けてスペーサ４に配置させることが可能となる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施形態について、図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施形態において、同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態の複極式電解槽１は、電極板３の切欠部１０Ｂの形状において、第１の実施形態と異なっているが、それ以外の点については第１の実施形態と同様である。
【００６３】
本実施形態の切欠部１０Ｂは、電極板３を一の板面３ａを正面視した場合に、スペーサ４の突起部３５に対応する電極板３の角部３ｓが直線状に切截され、切截された結果形成された２つの角θ１，θ２が相互に異なる角度となるよう形成されている。
電極板３をこのような構成とすることにより、電極板３の一の板面３ａを一方向に向けた場合と電極板３の他の板面３ｂを一の方向に向けた場合とで電極板３の形状が異なることとなる。
【００６４】
したがって、上述した第１の実施形態の場合と同様に、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、電極板３の他の板面３ｂを段部２５の底面ｙに対向させたときにのみ、突起部３５と切欠部１０Ｂとが互いに対応する位置関係となって電極板３の段部２５内への配置を許し、同図（ｃ），（ｄ）に示すように電極板３を所定の向きと反対の向きでスペーサ４に組み込んだ場合には、切欠部１０Ｂの突起部３５に係合する部分が突起部３５の位置とずれてしまい、電極板３が突起部３５と係合して段部２５に嵌合できない構成となっている。
【００６５】
したがって、本実施形態においても上述した第１の実施形態と同様に、電極板３の他の板面３ｂを段部２５に対向させた場合にのみ電極板３をスペーサ４に配置させることが可能となり、第１の実施形態で示した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
次に、本発明の第３の実施形態について、図１１（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施形態において、同一の構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
本実施形態の複極式電解槽１は、係合部が切欠ではなく、突起部３５を嵌入させる孔４０とされている点で、第１の実施形態と異なっているが、それ以外の点については第１の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態において、孔４０は、突起部３５の円柱の径よりも僅かに大径に形成されており、該孔４０に突起部３５を嵌着できるようになっている。
【００６８】
図１１（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態においては、突起部３５が仮想中心線Ｌ１〜Ｌ４上に位置しないよう形成されているとともに、電極板３の孔４０が、他の板面３ｂをスペーサ４の段部２５の底面ｙに対向させて配置した場合に突起部３５に係合する位置に形成されている。したがって、上記の場合には、突起部３５に孔４０が係合し、電極板３の段部２５への配置を許すこととなるが、同図（ｃ），（ｄ）に示すように、一の板面３ａを段部２５の底面ｙに対向させて配置した場合には、孔４０の形成位置が突起部３５の位置とずれてしまい、電極板３の段部２５への嵌着を許さない構成となる。
したがって、本実施形態においても上述した第１及び第２の実施形態と同様に、電極板３の他の板面３ｂを段部２５に対向させた場合にのみ電極板３をスペーサ４に配置させることが可能となり、第１の実施形態で示した効果と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
なお、上記第１の実施形態、その変形例、及び第２の実施形態においては、被係合部を突起部３５とし、該突起部３５を備えたスペーサ４に対して、切欠部１０Ａを有する電極板３又は切欠部１０Ｂを有する電極板３のいずれをも適用できるように構成としたが、被係合部を、突起部３５に代えて、例えば図１２，図１３に示すように、切欠部１０Ａ又は１０Ｂに嵌着し得る突出壁部５０又は５１としたものであってもよい。
被係合部を突出壁部５０又は５１とした場合にも、電極板３を一方向に向けた場合にのみ該電極板３を段部２５に配置し得ることとなり、上述した第１及び第２の実施形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 複極式電解槽
２ 筐体
３ 電極板
３ａ 一の板面
３ｂ 他の板面
４ スペーサ
１０Ａ、１０Ｂ 切欠部（係合部）
２５ 段部
２６ 掛止部
２７ 被掛止部
３５ 突起部（被係合部）
３６ 嵌合凸部
３７ 嵌合凹部
４０ 孔（係合部）
５０，５１ 突出壁部（被係合部）
Ｃ 電解室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、電解質溶液を電気分解して電解生成物質を生成する電極板と、該電極板を配置させる段部を有する板状のスペーサとを備え、前記電極板の一の板面が一方向を向くように該電極板を前記段部に配置させた前記スペーサを複数連結し、これら電極板とスペーサとによって電解室を形成して前記筐体の内部に配置した複極式電解槽であって、
前記スペーサの段部又は前記電極板のいずれか一方に被係合部が設けられるとともに、前記一方に対する他方に係合部が形成され、
前記被係合部と前記係合部とは、前記電極板をその一の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには互いに対応する位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を許すとともに、前記電極板をその他の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには相互に非対応の位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を阻止するように形成されていることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項２】
請求項１に記載の複極式電解槽であって、
前記被係合部は、前記段部に形成された突出壁部又は突起部であり、
前記係合部は、前記電極板に形成された切欠部又は孔であることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複極式電解槽であって、
前記スペーサには、その板面上に形成された掛止部と、他のスペーサの前記掛止部を掛止させて該他のスペーサと連結させる被掛止部とが形成されていることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項４】
請求項３に記載の複極式電解槽であって、
前記スペーサの一の板面には、嵌合凸部が形成され、
前記スペーサの他の板面には、前記他のスペーサの前記一の板面の嵌合凸部を嵌合させて前記スペーサ同士の前記連結を保持する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項１】
筐体と、電解質溶液を電気分解して電解生成物質を生成する電極板と、該電極板を配置させる段部を有する板状のスペーサとを備え、前記電極板の一の板面が一方向を向くように該電極板を前記段部に配置させた前記スペーサを複数連結し、これら電極板とスペーサとによって電解室を形成して前記筐体の内部に配置した複極式電解槽であって、
前記スペーサの段部又は前記電極板のいずれか一方に被係合部が設けられるとともに、前記一方に対する他方に係合部が形成され、
前記被係合部と前記係合部とは、前記電極板をその一の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには互いに対応する位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を許すとともに、前記電極板をその他の板面を前記一方向に向けて前記段部に配置させたときには相互に非対応の位置関係となって前記電極板の前記段部内への配置を阻止するように形成されていることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項２】
請求項１に記載の複極式電解槽であって、
前記被係合部は、前記段部に形成された突出壁部又は突起部であり、
前記係合部は、前記電極板に形成された切欠部又は孔であることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の複極式電解槽であって、
前記スペーサには、その板面上に形成された掛止部と、他のスペーサの前記掛止部を掛止させて該他のスペーサと連結させる被掛止部とが形成されていることを特徴とする複極式電解槽。
【請求項４】
請求項３に記載の複極式電解槽であって、
前記スペーサの一の板面には、嵌合凸部が形成され、
前記スペーサの他の板面には、前記他のスペーサの前記一の板面の嵌合凸部を嵌合させて前記スペーサ同士の前記連結を保持する嵌合凹部が形成されていることを特徴とする複極式電解槽。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０５９８２（Ｐ２０１２−２０５９８２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２０４８（Ｐ２０１１−７２０４８）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６１２７）森永乳業株式会社 (269)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００６１２７）森永乳業株式会社 (269)
【Ｆターム（参考）】
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