專利名稱：一種電解方法及電解裝置的制作方法
技術領域：
本發明關于一種針對產生氣體的電解反應的控制方法，特別是指一種針對產生難溶性氣體的電解反應的控制方法。
背景技術：
利用電解反應進行物質轉換以生成各種物質的方法，已被廣泛地利用。由于電極反應可將大部分投入能量集中到電子的授受，較之熱反應，僅投入極低能量即可生起反應， 而且也可通過控制電解電壓選擇性地進行特定的反應，故其利用領域正在擴大中。而電解反應也常會產生氣體。雖然氣體本身常成為標的物質，但也有不少是無用的副產品。由于電解反應中會產生氣體，或因氣體泡覆蓋電解表面而妨害電解質到達電極面，或會提高電解槽內的通電電阻，或因電解槽內不必要的攪拌使電解基質發生混合，因而常會引起電解槽的電阻。這種現象特別在所產生的氣體為難溶性時較多。由于該產生氣體所引起的電解槽電阻的增加，定電壓定電流時，原液的消費量會增加。又，電解時，定電流電壓變動，會產生提高電壓的作用。氯化鈉溶液的電解即為此類例子之一。其電解所產生的氫氣為難溶性氣體，會成為電解反應的阻礙要因。人們對食品衛生及預防感染癥的關心，因最近有關大規模食物中毒的報導、新感染癥的流行或其預報等為契機，越來越升高了，相對地，針對預防對策的要求也增加了。但是，近年對預防手段本身的安全性也被同時要求，與此相應，各種商品/技術被開發，形成了新的經濟領域。酸性電解水就是其技術之一。該技術是將氯離子溶液在電解槽中進行電分解，將所得含有次亞氯酸類的溶液作為殺菌劑來利用。其中溶液為微酸性電解水，由于含有次亞氯酸分子，不同于慣用的次亞氯酸鹽類，殺菌力極強，稀薄溶液即可利用，故具有優良的性質。也即，不會像慣用次亞氯酸鈉，和有機物反應而生成三鹵甲烷，排到環境中對生物的影響輕微，也不會對殺菌對象發生影響，除了主要目的殺菌之外，其他次要方面也是很好的。這種殺菌劑的生成也會用到電解反應。被電解的物質是氯離子溶液，其過程除氯之外還會產生氫氣，其情況如前述。為了減輕這種產生氣體的影響，專利文獻1(特開平11-90443號公報)中揭示了一種技術，其是在電極上開洞，通過該洞將使生成的氣體引導到電極背面。如前述，對產生氣體的電解反應有影響的是，附著在電解表面的氣體泡和由于氣體泡上升的攪拌效果而引起的電解基質的相對性稀薄化。如要控制這個效果，控制氣體泡附著在發生電極上的附著滯留時間即可。但是，前述在電極上開洞的方法，其目的是讓生成于電極面的氣體逃逸到電極表面，以減輕生成氣體的影響，但若電極垂直排列，所產生的氣體，幾乎全部不通過電極的洞而只在電解液中上升而已，情況并無變化。在產生氣體的電解反應中，所產生的氣體泡會以附著在電極表面的狀態生成，到
3某一定大小時，可能無法對抗其浮力而脫離電極表面浮上來。當氣體泡附著在電極表面時， 電解液的移動受阻礙，難以到達電極表面。因此電解狀態受影響而起變化。故可通過排除氣體泡使電解槽的電阻發生變化，進而得以控制電解狀態。關于使氣體泡加快脫離電極的方法，例如，可輕易想到振動電解槽的方法，或在電解槽內減壓以使氣體泡體積變大再予以排除的方法。但是，振動方法會使裝置復雜化，也可能對電解槽有不良影響。而減壓方法除了裝置復雜化之外，雖然一個氣體泡的排除時間確實會加快，但氣體泡脫離電極面時的氣體泡大小和原來相同，故對電解的影響也一樣，實際上對電解狀態幾乎沒有影響。
發明內容
因此，本發明的目的在于提供一種控制方法，該方法既可避免對電解槽的不良影響，又容易實施，且可有效控制生成氣體對電解狀態的影響。本發明人在產生氣體的電解反應試驗中，發現了下列現象，S卩，若使產生氣體中的電極傾斜，產生在下方的氣體泡，會一邊接觸電極面一邊上升，由此使自然從電極面分離之前的氣體泡被強制脫離，而會使電解電阻發生變化。于是，為實現上述目的，本發明采取了以下技術方案一種電解方法，在產生氣體的電解反應中，調節電極面相對垂直方向的傾斜角度來進行電解。優選地，找出效果較為顯著的傾斜角度，使電極面相對垂直方向的傾斜角度在3 度以上，87度以下的范圍來調節。又再者，其效果較為顯著的電解槽的形態為電極在平板上，超過同一極性的極面半數的極面朝向同一方向。優選地，極性方向較易于統一而其效果較易于顯示的電解槽接線方法為電極的接線是以復極式或含有復極式的方法。優選地，產生氣體的電解反應過程會產生氯氣及氫氣。 最后，本發明還提供了一種實施該電解方法的裝置，而完成了本發明。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果本發明的效果首先在于，在產生氣體的電解反應過程中，通過將電極面相對垂直方向的傾斜角度加以調節而進行電解，以使電極面產生附著于電極表面的氣體泡在靠其本身的浮力脫離之前，通過其較下方產生的氣體泡自電極面摺動上升，使附著的氣體泡脫離電極面，進而使附著于電極面的氣體泡數量發生變化，以此控制電極面的電阻。又通過使電極面相對垂直方向的傾斜角度在3度以上，87度以下的范圍來調節， 得以用效果較大的電極傾斜角度來控制電解的進行。又，通過使電極在平板上，超過同一極性的極面半數的極面朝向同一方向，該調節電極面傾斜的方法得以使控制電阻的效果變得更大。又，通過使電極的接線以復極式或含有復極式的方法進行，使每個電極的極性方向易于統一，而使通過電極面的傾斜來控制電阻的效果變得更大。又，通過在產生氣體的電解反應過程中使其產生氯氣及氫氣，使氯離子溶液等在電解中產生氯或氫的反應，得以用控制電極傾斜角度的方法來控制。
又，通過提供一種以電極的傾斜角度來控制電解的裝置，得以利用一種裝置，該裝置可用以控制所有產生氣體的電解反應過程。
圖1為實施本發明電解方法用的裝置圖；附圖標記1、原水供應配管；2、恒流量閥；3、靜態混合器；4、復極式電解槽；5、陰極；6、復極； 7、陽極；8、電解液排出管；9、原液供應管；10、原液供應泵；11、原液槽；12、電解電源。
具體實施例方式以下將說明本發明的具體實施方式
，唯本說明的內容并非用以限制本發明的申請專利范圍。首先，所謂產生氣體的電解反應，無論其產生的氣體是否為標的物質，是指所有產生氣體的電解反應。所謂相對垂直方向的傾斜角度，是指電極面與垂直方向相平行，即假設電極豎立狀態為0度，電極面呈水平狀態向上仰視的狀態為90度。故平行相對配置的對向電極在旋轉180度的方向，即電極面呈水平狀態向下俯視的狀態。這種角度，可用僅配置電極或使整體電解槽傾斜的方法來實現。又，傾斜角度的調節，可以是經常能自由變更，或固定在標的角度上也可。效果和角度常有明確的關系，傾斜角度設定在3度以上，87度以下的范圍更有效果。又，雖然依電解基質或電解槽的構造而定，但只要在30度以上，70度以下，常可達到最大效果。電極板傾斜方向的效果因電解基質而異，若將產生難溶性氣體的電極配置于另一電極的上端，則為使該電極所生成附著的氣體泡較早地被極面摺動上升的氣體泡所剝離除去，可加以控制使電解電阻下降。因此，若在相反位置，即將難溶性氣體的生成電極面配置于下端，則無法得到前述效果，故電解電阻會提高。換句話說，可按照傾斜方向和傾斜角度來控制電解電阻。這種效果的發生，雖然與電極的形狀無關，但尤其當電極為平板而同一極性的極板偏向一方時，效果會更大。因此，若使用容易使同一極性的極板方向統一的復極式電解槽，則更容易得到較大的效果。控制電解電阻的效果有很多種，其中代表性的是控制電解的程度。例如，以電解電流來進行電解的控制，而以基質濃度的電導度來控制電流時，電解電阻高則基質供應量會增加而使電解生成物的生成速度也增加，同時，未電解而被排出的基質也會增加。相反地，若電解電阻下降，基質的供應速度就會減少，而電解生成物的排出速度會下降，排出來的未電解基質也會減少。因此，根據所需生成電解液的性質來決定傾斜方向和角度即可。實施例1以下將以實施例具體說明本發明。圖1所示流程圖為實施本發明用裝置的實施例。本裝置包括由陽極7、復極6以及陰極5所構成的復極式電解槽4、原水供應配管1、 配設于原水供應配管上的恒流量閥2，及靜態混合器3、原液槽11、原液供應泵10、原液供應管9、電解液排出管8、電解電源12、配設于原液配管上的電磁閥(未圖示)、控制裝置(未圖示)、以及其他部件。本裝置的運作如下有恒定電壓施加于電解槽4，控制裝置會監控供應到電解槽4 的電流值。若實際電流值低于設定的電流值時，原液供應泵10會啟動以供應原液給電解槽 4，以此降低電解電阻，使電流值上升。若電流值超過設定的電流值時，原液供應泵會停止。 通過重復此動作，來維持恒電流。所生成的電解液將被連續性地、以穩流量流入原水供應配管，混合到原水中，由靜態混合器加以均勻攪拌后，即可生成電解生成水。(角度評估試驗)本發明人使用該裝置進行了一種試驗，以調查電解槽的傾斜角度和生成水成份的關系。將電極面對垂直方向的角度向兩方向變化0度到40度，將質量百分比濃度為6%的鹽酸以一定的電流值(7A)及電壓(5. 5V)進行電解30分鐘以上，再檢測電解生成水的有效氯濃度及PH。原水流量為300L/h，使用6%鹽酸作為原液。又，設定陽極配置在下方的角度為+，陰極在下方的角度為_。以碘化鉀比色法檢測有效氯濃度，以玻璃電極法檢測了 PH。 其檢測結果如表1。表 權利要求
1.一種電解方法，其特征在于在產生氣體的電解反應過程中，調節電極面相對垂直方向的傾斜角度，來進行電解。
2.如權利要求1所述的電解方法，其特征在于所述電極面相對于垂直方向的傾斜角度以3度以上，87度以下的范圍加以調節。
3.如權利要求1或2所述的電解方法，其特征在于所述電極為平板，且超過同一極性的極面半數的極面朝向同一方向。
4.如權利要求1-3任一項所述的電解方法，其特征在于所述電極的接線是由復極式或包括復極式的方法進行。
5.如權利要求1-4任一項所述的電解方法，其特征在于所述產生氣體的電解反應是產生氯氣和氫氣的電解反應。
6.一種電解裝置，用以實施權利要求1-5任一項所述的方法。
全文摘要
本發明公開了一種電解方法，該方法是在產生氣體的電解反應中，不必使裝置復雜化，容易實施而不會給電解槽帶來不良影響，而且能夠有效控制氣體生成對電解狀態的影響。又，該方法通過調節電極面相對垂直方向的傾斜角度，來進行電解，以此，使氣體泡在電極面摺動上升時，控制其附著于電極的氣體泡剝離的作用，以調節電極面的電阻，進而控制電解狀態。
文檔編號C25B15/08GK102206833SQ20101015491
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者土井豐彥 申請人:株式會社微酸性電解水研究所