【発明の詳細な説明】
化学電池
本発明は、化学技術、特に水及び／又は水溶液の処理のための化学電池に関す
るものであって、水溶液の電気分解による異なる物質の電気化学的製造の場合の
ように、酸アルカリ特性、酸化還元電位（ＯＲＰ）並びに水及び／又は水溶液の
触媒活性の電気化学的調節のために用い得る。
発明の背景
応用電気化学の分野では、異なる設計の電解槽が水及び／又は水溶液処理のた
めに、あるいは異なる物質製造に用いられる。例えば、隔膜に対して押圧される
平坦電極を有する電解槽（発明者証ＵＳＳＲ第882944号，1979参照）、又は同軸
円筒型電極及びその間のセラミック隔膜を有する電解槽（日本国公告特許出願第
1-104387号,1989 ）がある。
しかしながら、必要数のモジュールを連結することにより必要な生産容量を提
供するため、モジュール電解槽が最も進歩したものである。これは必要容量によ
って電解槽の設計及び製造経費を低減し、さらに部品を統一するのに役立ち、こ
のような電解槽の組み立て及び分解のための時間を低減する。
技術的設計及び達成結果において最近のものは、同軸円筒型及び棒型電極、並
びそれらのベースとしてジルコニウム、アルミニウム及びイットリウム酸化物を
用いた物質作られる同軸限外濾過セラミック隔膜を有する化学電池を用いたモジ
ュール原理により実行される水処理のための装置である（米国特許第5,427,667
号参照）。水
処理の技術的アプローチは原型として選択される。
棒型電極は原型に可変断面を持つように製造され、そのピン端の直径はその中
間部分の直径の0.75である。これは液圧モードの改良を可能にする。さらに、電
極及び隔膜の寸法は公式で限定され、それらの相互変化を限定する。
原型では、棒型及び円筒型電極は、隔膜と同様に、棒型電極小室中に供給され
、そこから排出される処理水供給のための導管を有する誘電ブッシュに固定され
る。円筒型電極の上部及び下部の側面に導管があって、円筒型電極の小室から処
理水を供給又は排出する。水は、底から上部へ電池小室を通過しながら処理され
る。
必要生産容量装置は、特殊コレクターを用いることにより電池の数に伴って組
み立てられ、１つの電池のための一体式小部分として又は特殊な別々のブロック
として作られ、接合及び封止手段を装備される。電極が電源の極と接続する順序
は、所望の用途の種類に依る。
原型は低エネルギー消費で効果を生じる水又は水溶液を処理する。原型は使用
、組立て及び分解が十分簡単である。
しかしながら、原型は欠点を有する。特殊な収集器のために装置のサイズが大
きくなり、その液圧抵抗が増大し、より強力なポンプの使用を必要とする。さら
にそのための多数の接合部品及びシールを必要とする。原型は、その構築的特徴
のために、異なる極性の電極下では効果的に働かない。そこで、棒型電極はアノ
ードとして働くときは、そのコーティングは境界の場所で中央部からピン端（表
面のシェアが小さい孔を含まない）にかけて急速に摩耗する。境界の残りの場所
はすべて円筒型電極の電界内にあり、高強度電界（形状変化の場所の電界の濃度
）の強い影響を受ける。原型中の処理溶液のガス充填を制御することはできない
。すべての細部及び隔膜に
関する厳密な同軸性のために、原型装置はさらに製作が複雑である。棒型電極に
関する固定装置は、ブッシュ導管の内面の環状溝及びその中のシールの設置のた
めに、製造が難しい。
本発明の目的は、電池設計を簡単にして、小スペースに必要量の電池を設置す
ることができるようにすること；電池の素子のための固定装置の簡素化；電極間
の空間の湾曲電界の影響の排除による電池の信頼度の改良及び寿命の増大、並び
に電気化学的工程に対する電解質のガス充填の影響を調節することができるよう
にして電池に関する機能的能力を拡大することである。
この目的は、水及び／又は水溶液処理のための化学電池が垂直円筒型同軸部品
、例えば可変断面を有する内部電極（その末端部分直径がその中間部分の直径の
0.75以下である）、外部電極及び電極小室の電極間スペースを分離する同軸セラ
ミック隔膜（それらのベースとしてアルミニウム及びイットリウム酸化物の添加
剤を伴う酸化ジルコニウムを有する物質から作られる）から作られる場合に、達
成される。電極は、電気分解中は不溶性である物質から作られる。外部電極は下
部及び上部誘電性ブッシュに据えつけられる。さらに、下部及び上部誘電ブッシ
ュの木口にスロットがあり、電池は軸方向導管を有する上部及び下部誘電収集ヘ
ッドを有する。さらにヘッドは回転可能にブッシュのスロットはめ込まれる。隔
膜は、ブッシュスロットに設置される弾性ガスケットにより締結される。内部電
池の中間部分の直径は、次式で限定される：
２Ｍ＜Ｄ＜４Ｍ
（式中、Ｄ＝内部電極の中間部分の直径（mm）；及び
Ｍ＝電極間の距離（mm））。
電極の命令実行力及び極性に依り、内部電極の中間部分の長さは２Ｍの値に関
して外部電極の長さより短いか、又は２Ｍ以上の値に
関して外部電極の長さより長い。電極間の好ましい距離は、2.8 〜3.3 mmである
。内部電極は軸方向ヘッド導管に配置された弾性ガスケットによりヘッド内部に
締結される。下部及び上部ヘッドにおける並びに下部及び上部ブッシュにおける
導管の目的は、電極の内側及び外側小室中に処理された水及び／又は溶液を供給
及び排出するためである。導管は横側表面に達し、出口を設けられる。外部電極
の長さは必要に依って50mm〜240 mmで変化し得る。
電極用材料は既存供給源から選択され、選択は装置の設計の条件及び要件に依
る。電極の極性変更が必要でないときは、酸化チタン及び酸化ルテニウムでコー
ティングされたチタン電極又は貴金属、酸化マンガン、酸化錫もしくは酸化コバ
ルトによりコーティングされたチタン電極がアノードとして用い得る。ピログラ
ファイト又はガラス炭素又はその他のコーティングで被覆された磨きチタン又は
磨きタンタル又は磨きジルコニウムをカソードとして用い得る。電極の極性を変
える必要がある場合には、プラチナ又はプラチナ−イリジウムで被覆されたチタ
ン電極を用い得る。上記の材料又は応用電気化学で公知のその他の材料の異なる
組合せを用いることができる。
化学電池の隔膜は、ジルコニウム、アルミニウム及びイットリウムの酸化物か
ら作られるセラミックから作製され、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、
酸化ガトリニウム、酸化ハフニウム及びその他のような添加剤を含有し得る。適
用に依り、隔膜は限外濾過、マイクロ濾過又はナノ濾過として作製され得る。隔
膜の形態は変化し得る。隔膜は円錐形値１：（100 〜1000）及び隔膜の全長上の
0.4 mm〜0.8 mmの壁の同様の厚みの円錐台であり得る。隔膜はその大底面を下方
に面して又は上方に面して電池中に設置し得る。
隔膜の外（又は内）面はさらに、円筒として作られ、残りの面（
内面又は外面）は円錐形値１：（100 〜1000）の円錐として作られ得る。この場
合、一方の木口の壁厚は0.4 mm〜0.5 mmで、他方の木口の壁厚は0.7 mm〜0.8 mm
である。隔膜は最大壁厚の木口を下方に向け又は上方に向けて電池内に設置され
る。
隔膜の外及び内面はさらに円錐形値１：（100 〜1000）の円錐台として作られ
得る。さらに円錐頂部が隔膜の反対端に位置し、一方の木口の壁厚は0.4 mm〜0.
5 mmで、他方の木口の壁厚は0.7 mm〜0.8 mmである。隔膜は最大壁厚の木口が下
方に向けられるか又は上方に向けられるように電池内に設置される。
隔膜の内及び外面はさらに、壁厚0.4 mm〜0.7 mmの円筒として作られる。隔膜
の幾何学的に正しい面からの偏差は、その面のあらゆる部分で0.05 mm 以下であ
るべきである。内部電極は中実又は内側が中空に作られる。内部電極は１つ又は
それ以上の材料から作られるいくつかの細部を含み、（材料に依って）異なる方
法、例えばレーザー光線溶接、真空溶接、機械的接合等により合一される。ワッ
シャー及びナットを操作することにより、ヘッドの調整のために内部電極のピン
端にねじ山が提供される。
電極を電源の極に接続する順序に依って、内部電極寸法の異なる組合せを用い
得る。例えば、外部電極を電源の陰極と接続し、並びに内部電極を電源の陽極と
接続する場合、内部電極の中間部分の長さは外部電極の長さを２Ｍ以上の値だけ
上回り、内部電極は外部電極と対称的に電池内に設置される。外部電池を電源の
陽極と接続し、内部電極を電源の陰極と接続する場合には、内部電極中間部分長
さは２Ｍの値に関して（on the value of 2M）外部電極長さ以下であり、内部電
極は外部電極と対称的に設置される。
電池内で電極の精確な同軸性を提供するためには、電極の寸法に依って軸方向
のヘッド導管に内部電極を締結するために異なる変数
（variants）を用いるべきである。
内部電極の長さが十分な長さだけ外部電極の長さを上回る場合、軸方向導管は
可変断面に含入され、大きな直径を有する内部電極の中間部分は弾性ガスケット
が配置されるヘッドの軸方向導管とのスロット接合部を形成する。内部電極の中
間部分が上部及び下部ヘッドの軸方向導管とスロット接合部を形成する場合には
、弾性ガスケットを内部電極の中間部分の溝に配置する。内部電極がピン端によ
り締結される場合、軸方向導管直径は内部電極のピン端の直径と等しい；弾性ガ
スケットは内部電極のピン端上の溝に配置される；又は軸方向ヘッド導管は内部
電極ピン端の直径と等しい直径を有し、木口に拡張部を有する；弾性ガスケット
はこの拡張部に配置される。さらに、電池はこの拡張部に配置される締付誘電ブ
ッシュを有する。
これらの改良により、良好な機能を有する優れた電池が得られる。同軸電極及
び隔膜を用いて、並びに誘電ブッシュ及びヘッド中にそれらを設置して、任意の
液圧レジーム（hydraulic regime）及び電池組み立ての簡素化が得られる。外部
円筒型電極にドリルで孔を開ける必要がなく、したがってそれが製造を簡単にす
る。ヘッドを回して出口位置を調節できるため、いくつかの電池を１つの装置内
にコンパクトに一緒に詰めて組み立て得る。
図面の簡単な説明
図１は、本発明の化学電池の横断面を示す。
図２は、本発明の化学電池の収集ヘッドにおける内部電極の締結のための構造
の一態様を示す。
図３は、収集ヘッドにおける内部電極の締結のための構造の第二の態様を示す
。
図４は、収集ヘッドにおける内部電極の締結のための構造の第三の態様を示す
。
図５は、収集ヘッドにおける内部電極の締結のための構造の第四の態様を示す
。
図６は、本発明の化学電池に用いられる第一の代替的隔膜設計を示す。
図７は、本発明の化学電池に用いられる第二の代替的隔膜設計を示す。
図８は、本発明の化学電池に用いられる第三の代替的隔膜設計を示す。
図９は、本発明の化学電池に用いられる第四の代替的隔膜設計を示す。
図１０は、本発明の化学電池に用いられる第五の代替的隔膜設計を示す。
図１１は、本発明の化学電池に用いられる第六の代替的隔膜設計を示す。
図１２は、本発明の化学電池に用いられる第七の代替的隔膜設計を示す。
図１３は、本発明の化学電池に用いられる第八の代替的隔膜設計を示す。
好ましい実施態様の詳細な説明
図１を参照すると、本発明の化学電池は同軸性外部円筒型電極１、内部電極２
及びその間に配置されるセラミック隔膜３から成る。外部電極１は、下部誘電ブ
ッシュ４及び上部誘電ブッシュ５にピッタリと且つ密閉して固定され、その各々
が処理された水及び／又は水溶液を外部電極の小室に供給し及びそこから排出す
るための導管
を有する。導管はブッシュの横側表面に達し、パイプ接続を設けられている。下
部誘電性収集ヘッド６及び上部誘電性収集ヘッド７は処理された水及び／又は水
溶液を内部電極２の小室に供給し及びそこから排出するための導管を有する。誘
電性収集ヘッド６、７は、スロット接合部により誘電性ブッシュ４、５に接合さ
れる。ヘッド導管はさらに横側表面に達し、パイプ接続を設けられている。さら
に誘電性収集ヘッド６、７に軸方向の導管がある。内部電極２のピン端は軸方向
導管に入る。隔膜３は、ブッシュとヘッドの間のスロット接合部に配置されるガ
スケット８及び９によりそれぞれ誘電性収集ヘッド６、７中に密閉される。内部
電極２は、弾性ガスケット１０及び１１により密封される。内部電極のピン端に
ねじ山があり、そこにワッシャ１２及び１３、並びにナット１４及び１５が締結
される。電池の組立て及び密封は、ブッシュ及びヘッドのナット１４及び１５、
並びにワッシャ１２及び１３を用いて、ヘッド位置の確定後に外部電極１の木口
に一緒にボルトで締めつけることによりなし遂げられる。
弾性ガスケット１０及び１１の位置及び種類は、内部電極の構造に依る。内部
電極２及びヘッド７の軸方向導管の中間部分（middle section）がスロット接合
部を形成する場合（図２）、シール１１はスロット接合部に位置する。即ち、内
部電極２及び軸方向導管は各々その直径を変える。この場合、シールは均一に負
荷され、これがその変形の危険性を低減する。シール１０は同様にヘッド６に設
置される。
内部電極２及びヘッド７の軸方向導管の中間部分が接続直径の場所でスロット
接合部を形成する場合、電極２の上部はシール１１のための溝(grooves)を有す
る（図３）。内部電極２は、図３に示すように、中空円筒１７と中実ピン端１８
との組合せである。
ヘッド７の軸方向導管の直径が内部電極２のピン端の直径と等しい場合には、
シール１１のための溝は末端部分に作られる（図４）；か又は軸方向ヘッド導管
はシール１１を配置し、ワッシャ１６を付加するために木口ではより広い（図５
）。
内部電極は可変断面で作られる。電極のピン端の直径は、電極の中間部分直径
の0.75以下である。この比率は最適流体力学特性を提供し、弾性ガスケットを据
えつけるための異なる方法によりヘッドに電極を確実に締結することができるよ
うにする。内部電極を中実円筒又は中空円筒として作製し、中実ピン端を有する
必要形態の電極を提供し得る。部品を接合するための方法は、適用可能な材料に
依って異なる。機械的接合又は他の種類の接合、例えば真空溶接又はレーザー光
線溶接を用いて、耐久性及び確実な導電性を得ることができる。中空電極の使用
は、装置の重量を低減し、材料を節約するだけでなく、電極の表面荷電の生成の
ための条件を変えるために、最新の電気化学的工程で直接加工を可能にする。そ
の上、内部電極は、ワッシャ及びナット設定のためにそのピン端にねじ山があり
、電池を接合し、シールを提供し、そして既定作働位置にヘッドを固定するため
、接合細部として働く。
隔膜は酸化ジルコニウムを基礎にして、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム
及び酸化イットリウムの添加剤を用いて製造され、隔膜は酸、アルカリ及び攻撃
性ガスに対して高耐性を有し、長い寿命を有し、再生が容易である。異なる添加
剤は隔膜表面の特徴の調整を可能にし、電気化学工程に直接作用するが、これは
化学電池を用いてある特殊な物質を生成する場合に特に重要である。隔膜は、解
決すべき問題に依って、限外濾過、マイクロ濾過又はナノ濾過として異なる物質
から製造し得る。
隔膜の形状、並びに隔膜設置の方法は、処理水流動との比較に基
づいた電池の作働条件に影響を及ぼす。隔膜は多くの異なる形態を取る。
図６及び７に示すように、隔膜３は円錐形値１：（100 〜1000）で全長にわた
って0.4 mm〜0.8 mmの壁の同様の厚みの円錐台である；隔膜はその大底面を下方
にして（図６）又は上方にして（図７）電池中に設置し得る。
図８及び９に示すように、隔膜３はさらに、円筒として作られ、隔膜の内面は
円錐形値１：（100 〜1000）の円錐として、大底面を下にして（図８）又は大底
面を上にして（図９）作られる。あるいは、図１０及び１１に示すように、隔膜
３の内面は円筒として作られ、隔膜の外面は円錐形値１：（100 〜1000）の円錐
として、大底面を下にして（図１０）又は大底面を上にして（図１１）作られる
。いずれの場合も、一方の木口の壁厚は0.4 mm〜0.5 mmで、他方の木口の壁厚は
0.7 mm〜0.8 mmである。隔膜はそれにより、下方に向けるか又は上方に向けて進
む厚い壁の木口を有して電池内に設置される。
図１２及び１３に示すように、隔膜３の外及び内面はともに円錐形値１：（10
0 〜1000）の円錐形として作られる。この代替物では、円錐頂部は反対側に向き
、一方の木口の壁厚は0.4 mm〜0.5 mmで、他方の木口の壁厚は0.7 mm〜0.8 mmで
ある。隔膜はより厚い壁を有する木口が下方に向けられるか（図１２）又は上方
に向けられる（図１３）ように電池内に設置される。低円錐形値を有する隔膜を
用いた場合、円筒型隔膜と比較して異なる結果を生じない。高円錐形値を有する
隔膜、並びに壁厚を増大した隔膜を用いる場合は、電池の寸法を変えて、電極間
の距離を増大し、電気化学的工程のために電力消費を増大させる必要がある。上
記より壁の厚みが薄いと、隔膜の脆性を増大し、その寿命を低減して、電池の組
み立て及び分
解をより難しくする。種々の輪郭の隔膜を用いることにより、電気化学的工程を
調節することができる。例えば、気体の高発生を伴う工程に対して小室の横断面
が電池の底部から上部にかけて増大する方法で、隔膜を電池内に設置する。ある
いは、電池の上部における気体充填を増大し、電池の最終断面における溶液の電
気化学的処理の強度を低減するために、底部から上部にかけて小室の横断面を低
減させる方法で、隔膜を電池内に設置する。唯一つの小室（一表面が円錐形でも
う一つの表面が円筒形である）に種々の輪郭を提供する隔膜を用いると、工程中
の両小室内の気体発生の容量に差が生じる。その上、このような隔膜（並びに外
及び内面が円錐で、円錐の上部が反対方向に向いている隔膜）は、電池の電極小
室での異なる質及び内容物の溶液処理に用い得る。
隔膜の内及び外面はさらに、壁厚0.4 mm〜0.7 mmの円筒として作り得る。この
種の隔膜は、高度希釈溶液処理に非常に有効である。隔膜の幾何学的に正しい面
からの偏差は、その面のあらゆる部分で0.05 mm 以下であるべきである。他方、
隔膜の表面に二重電気層を生じるための条件は変えられ、隔膜の抵抗に及ぼす二
重電気層の影響も変えられて、表面に沿った不等作業のために溶液処理が低質に
される。
隔膜は、ブッシュ溝に配置される弾性ガスケットにより締結されて、電池の組
み立て及び同軸性の提供が容易になされる。
内部電極の中間部分の直径に関する制限は下記の相関による影響を受けことは
必須である：
２Ｍ＜Ｄ＜４Ｍ
（式中、Ｄ＝内部電極の中間部分の直径（mm）；及び
Ｍ＝電極間の距離（mm））。
電極間の距離は、2.8〜3.3 mmである。この距離を低減すると、
毛管作用により電気化学的工程の効力が低減される。この距離を増大すると、電
力消費も増大して、質量及びエネルギー交換自己組織化工程を達成できない。
内部電極の中間部分の長さが２Ｍの値に関して外部電極の長さより短いか、又
は２Ｍ以上の値に関して外部電極の長さより長いことは重要である。外部電極の
長さは50mm〜240 mmで変化し、したがって電池のあらゆる作働条件で処理液体の
最適ガス充填を提供する。
内及び外部電極寸法の相互相関は、電極の極性により確定される。外部電極が
電源の陰極と接続され、内部電極が電源の陽極と接続される場合、内部電極の中
間部分の長さは２Ｍ以上の値で外部電極の長さを上回る。外部電極が電源の陽極
と接続され、内部電極が電源の陰極と接続される場合、内部電極中間部分長は２
Ｍの値で外部電極長以下である。内部電極はあらゆる場合に、外部電極と対称的
に電池内に設置される。このような設計は電極のコーティングが高強度電界（変
化形態の場所又はピン端での電界の濃度）の場所で磨耗するのを防止する。電池
の働きを効率よくするには、精確な内部電極締結が重要である。軸方向ヘッド導
管に配置される弾性ガスケットによりヘッドに内部電極を締結すると、厳密な同
軸性が提供されて、相対的に組立てが簡単になる。電池の設計は、電極同軸性の
要件を満たすために異なり得る。例えば、内部電極の中間部分の長さが外部電極
の長さを上回る場合には、内部電極は軸方向ヘッド導管とスロット接合部を形成
するのに十分な長さに作られねばならない。弾性ガスケットがスロット接合部に
配置される。ヘッドの軸方向導管は可変性断面を有する。これは同軸性を提供し
て、弾性ガスケットが変形しないようにする。あるいは、内部電極の中間部分は
上部及び下部ヘッドの軸方向導管とスロット接合部を形成して、弾性ガスケット
が内部電極の中間部分上の溝に配置される。この設計
は、組み立てを容易にする。ヘッド内での内部電極の締結がそのピン端の充填(p
acking)により提供される場合（中間部分が外部電極の長さより小さいか、又は
中間部分は長いが、しかしヘッドの位置に達しない場合）には、軸方向ヘッド導
管の直径は内部電極ピン端の直径と等しく、弾性ガスケットは、軸方向ヘッド導
管に位置する内部電極ピン端の表面に作られる溝に配置される。あるいは、軸方
向ヘッド導管の直径は、内部電極のピン端の直径と等しく、軸方向導管はヘッド
の末端で広くなって、弾性ガスケット及び付加的締付誘電ブッシュを入れる。
底部から上部に電池小室を通過しながら、水は処理される。処理された水及び
／又は溶液は別々に電池の電極小室を通って流れる。
以下の実施例で本発明をさらに説明するが、本発明の可能性はこれらに限定さ
れないものとする。
別記しない限り、全実施例において限外濾過セラミック隔膜（組成物：酸化ジ
ルコニウム 60質量％、酸化アルミニウム 27質量％、酸化イットリウム ３質
量％）を使用する。
実施例１：水滅菌用電池 外部電池を電源の陰極と接続し、磨きチタンから
作製する。内部電極を酸化マンガンでコーティングしたチタンから作製し、電源
の陽極と接続する。外部電極の長さは80mmである。電極間の距離は2.9 mmであっ
た。内部電極の中間部分の直径は9.0 mm、中間部分の長さは86 mm である。隔膜
は、その全長に沿って0.5 mmの壁厚を有する円筒である。処理水の無機物含量は
、0.5 g/L であった。処理水中の微生物の量は、105コロニー／mlであった。水
の無機物含量は処理後も依然として同一であったが、微生物は除去された。
結論：野外での携帯装置による水の滅菌のためには最低値に近い寸法（公式で
特定されるような）の電池を用いるのが合理的である
。
実施例２：滅菌物生成用電池 外部電池を電源の陰極と接続し、ガラス炭素
から製造する。内部電池は酸化ルテニウムでコーティングしたチタンから製造し
、電源の陽極と接続する。外部電極の長さは240 mmである。内部電極の中間部分
の長さは250 mmである。中間部分の直径は10 mm である。電極間の距離は 3 mm
であった。隔膜は壁厚0.6 mmの円筒である。
処理される溶液は濃度 2 g/Lの塩化ナトリウムであった。処理される溶液の流
速はアノード小室通過時は30 L/ 時、カソード小室通過時は 5 L/ 時であった。
その結果、下記のパラメーターを有する２つの溶液を得た：
−アノード小室産出物（陽極液）：pH＝6.0，ORP＝+ 800 mV
−カソード小室産出物（陰極液）：pH＝8.6，ORP＝- 600 mV
電力消費量は0.95 kW 時／cub.m であった。
実施例３：実施例２と同一条件下で電池を用いて滅菌物を生成する工程を実行
したが、しかし隔膜は円錐形値１：500 で隔膜の全長上の壁厚が一定で0.7 mmの
円錐台であった。隔膜を大底面を上に向けて設置した。処理後、pH＝5.5，ORP＝
+ 900 mVの陽極液及びpH＝8.0，ORP＝- 550 mVの陰極液を得た。
隔膜を大底面を下に向けて設置して、pH＝6.3，ORP＝+ 650 mVの陽極液及びpH
＝9.1，ORP＝- 730 mVの陰極液を得た。
実施例４：実施例２と同一条件下で電池を用いて滅菌物を生成し、溶液を洗浄
する工程を実行したが、しかし隔膜の外面は円筒形であり、内面は円錐形、上部
木口0.5 mm、下部木口0.8 mmであった。カソード小室の幅は電池全体で一定であ
ったが、アノード小室は上部端の方が幅広であった。処理の結果を以下に示す：
陽極液 pH ＝5.6，ORP＝+900 mV、及び陰極液 pH ＝8.7，ORP＝-780mV。
実施例５：塩化ナトリウム水溶液の電気分解を用いて塩素（主に塩素と酸素で
あるで酸化剤の混合物）を生成するための電池
外部電極を酸化ルテニウムデコーティングしたチタンから製造し、電源の陽極に
接続する。内部電極（カソード）をピログラファイトで被覆したチタンから製造
する。外部電極の長さは240 mmである。内部電極の中間部分の長さは230 mmであ
った。中間部分の直径は11 mm である。電極間の距離は 3.1 mm である。隔膜は
壁厚が0.6 mmの円筒形である。濃度 300 g/Lの塩化ナトリウム水溶液を電池のア
ノード小室に導入して、処理した。無機物含量0.5 g/L の水道水をカソード小室
に導入し、処理した。水及び溶液は底部から上部に電池小室中を流動させながら
処理した。その結果、10リットルの気体を得た。気体は塩素70％、二酸化塩素20
％、酸素 7％及び残り（混合物）3 ％を含有する。塩素の転化率は、電池通過後
は約30％である。
カソード小室産出物は pH ＝13の水酸化ナトリウムである。この溶液をガルバ
ニ生成又はその他の技法に用い得る。本実施例は、本電池が塩素製造に有効に用
い得ることを立証する。
本発明は、電池の設計を簡素化し、必要量の電池を小スペースに一緒に配置し
得るようにし、電池の素子のための固定系を簡素化し、高信頼度を提供し、電極
間の空間の湾曲電界の影響を排除することにより電池の寿命を増大し、電池の機
能的能力を拡大して電気化学的工程中の電解質のガス充填を調節することができ
るようにする。本電池は、水の精製及び滅菌に、予定の特徴を有する溶液の生成
に、そして水溶液の電気分解による生成物の生成に、有効に用い得る。Description: The present invention relates to a chemical battery for chemical technology, in particular for the treatment of water and / or aqueous solutions, for the electrochemical production of different substances by electrolysis of aqueous solutions. As such, it can be used for the electrochemical adjustment of acid-alkali properties, oxidation-reduction potential (ORP) and catalytic activity of water and / or aqueous solutions. BACKGROUND OF THE INVENTION In the field of applied electrochemistry, differently designed electrolyzers are used for water and / or aqueous solution treatment or for the production of different materials. For example, an electrolytic cell having a flat electrode pressed against a diaphragm (see USSR No. 882944, 1979) or an electrolytic cell having a coaxial cylindrical electrode and a ceramic diaphragm therebetween (Japanese Patent Application No. 1 -104387, 1989). However, modular electrolytic cells are the most advanced in order to provide the required production capacity by connecting the required number of modules. This reduces the design and manufacturing costs of the cell due to the required capacity, and also helps to unify components, reducing the time for assembling and disassembling such cells. The latest in technical design and achievements use chemical cells with coaxial cylindrical and rod electrodes and coaxial ultrafiltration ceramic diaphragms made of materials using zirconium, aluminum and yttrium oxide as their base. An apparatus for water treatment implemented according to a modular principle (see US Pat. No. 5,427,667). The technical approach of water treatment is chosen as a prototype. The rod-shaped electrode is manufactured to have a variable cross section in the prototype, and the diameter of the pin end is 0.75 of the diameter of the middle part. This allows for an improved hydraulic mode. Furthermore, the dimensions of the electrodes and the diaphragm are limited by the formula, limiting their mutual variation. In its original form, the rod and cylindrical electrodes, like the diaphragms, are fixed in a dielectric bush having a conduit for the supply of treated water which is fed into and discharged from a rod electrode compartment. There are conduits on the upper and lower sides of the cylindrical electrode for supplying or discharging treated water from the chamber of the cylindrical electrode. Water is treated as it passes through the cell compartment from bottom to top. The required production capacity equipment is assembled with the number of batteries by using a special collector, made as an integral sub-piece for one battery or as a special separate block, equipped with joining and sealing means You. The order in which the electrodes are connected to the poles of the power supply depends on the type of application desired. The prototype processes water or an aqueous solution that takes effect with low energy consumption. The prototype is simple enough to use, assemble and disassemble. However, the prototype has drawbacks. Special collectors increase the size of the device, increase its hydraulic resistance, and require the use of more powerful pumps. Further, a large number of joining parts and seals are required. The prototype does not work effectively under electrodes of different polarities due to its architectural features. Thus, when the bar electrode acts as an anode, its coating wears rapidly from the center to the pin ends (not including holes with small surface shares) at the boundaries. The rest of the boundary is all within the electric field of the cylindrical electrode and is strongly affected by the high intensity electric field (the concentration of the electric field at the location of the shape change). It is not possible to control the gas filling of the processing solution in the prototype. The prototype device is further complicated to fabricate because of the exact coaxiality of all details and the diaphragm. Fixing devices for rod type electrodes are difficult to manufacture due to the installation of an annular groove on the inner surface of the bush conduit and the seal therein. The object of the present invention is to simplify the battery design so that the required amount of batteries can be installed in a small space; to simplify the fixing device for the elements of the battery; to bend the electric field in the space between the electrodes. To improve the reliability and life of the battery by eliminating the effects of, and to extend the functional capacity of the battery by allowing the effect of gas filling of the electrolyte on the electrochemical process to be adjusted. The purpose of this is to provide a chemical cell for water and / or aqueous solution treatment in which a vertical cylindrical coaxial component is used, such as an inner electrode having a variable cross section (the end part diameter of which is less than 0.75 of the diameter of its middle part), an outer electrode and This is achieved when made from coaxial ceramic diaphragms (made from materials having zirconium oxide with aluminum and yttrium oxide additives as their base) separating the interelectrode spaces of the electrode compartments. The electrodes are made from materials that are insoluble during electrolysis. External electrodes are mounted on the lower and upper dielectric bushings. In addition, there is a slot in the mouth of the lower and upper dielectric bushings, and the battery has upper and lower dielectric collection heads with axial conduits. Further, the head is rotatably fitted in the slot of the bush. The diaphragm is fastened by an elastic gasket installed in the bush slot. The diameter of the middle part of the internal battery is limited by the formula: 2M <D <4M, where D = diameter of the middle part of the internal electrode (mm); and M = distance between electrodes (mm). Depending on the command execution power and polarity of the electrodes, the length of the middle part of the inner electrode is shorter than the length of the outer electrode for values of 2M or longer than the length of the outer electrode for values of 2M or more. The preferred distance between the electrodes is between 2.8 and 3.3 mm. The internal electrode is fastened inside the head by an elastic gasket located in the axial head conduit. The purpose of the conduits in the lower and upper heads and in the lower and upper bushings is to supply and drain the treated water and / or solution into the inner and outer chambers of the electrode. The conduit reaches the lateral surface and is provided with an outlet. The length of the external electrode can vary from 50 mm to 240 mm as required. The materials for the electrodes are selected from existing sources, the choice depending on the conditions and requirements of the device design. When electrode polarity change is not required, a titanium electrode coated with titanium oxide and ruthenium oxide or a titanium electrode coated with a noble metal, manganese oxide, tin oxide or cobalt oxide can be used as the anode. Polished titanium or polished tantalum or polished zirconium coated with pyrographite or vitreous carbon or other coatings may be used as the cathode. If the polarity of the electrode needs to be changed, a titanium electrode coated with platinum or platinum-iridium may be used. Different combinations of the above materials or other materials known in applied electrochemistry can be used. The diaphragm of a chemical battery is made of a ceramic made from oxides of zirconium, aluminum and yttrium and may contain additives such as niobium oxide, tantalum oxide, titanium oxide, gatolinium oxide, hafnium oxide and others. Depending on the application, the diaphragm can be made as ultrafiltration, microfiltration or nanofiltration. The morphology of the septum can vary. The diaphragm can be a truncated cone of cone value 1: 1: (100-1000) and a similar thickness of 0.4 mm-0.8 mm wall over the length of the diaphragm. The septum may be placed in the battery with its large bottom face facing down or facing up. The outer (or inner) surface of the septum can also be made as a cylinder and the remaining surface (inner or outer) as a cone with a cone value of 1: (100-1000). In this case, the wall thickness of one of the cut ends is 0.4 mm to 0.5 mm, and the wall thickness of the other cut end is 0.7 to 0.8 mm. The septum is installed in the battery with the wall edge of the maximum wall thickness facing down or up. The outer and inner surfaces of the septum can also be made as truncated cones with a cone value of 1: (100-1000). In addition, the apex of the cone is located at the opposite end of the septum, the wall thickness of one cleaver is between 0.4 mm and 0.5 mm and the wall thickness of the other cleaver is between 0.7 mm and 0.8 mm. The septum is installed in the battery such that the tip of the maximum wall thickness is directed downward or upward. The inner and outer surfaces of the diaphragm are furthermore made as cylinders with a wall thickness of 0.4 mm to 0.7 mm. Deviations from the geometrically correct plane of the diaphragm should be less than 0.05 mm in any part of that plane. The internal electrode is made solid or hollow inside. The inner electrode contains several details made from one or more materials and is united by different methods (depending on the material), for example laser beam welding, vacuum welding, mechanical joining and the like. By manipulating the washer and the nut, a thread is provided at the pin end of the internal electrode for head adjustment. Depending on the order in which the electrodes are connected to the poles of the power supply, different combinations of internal electrode dimensions may be used. For example, when the external electrode is connected to the cathode of the power supply and the internal electrode is connected to the anode of the power supply, the length of the middle part of the internal electrode exceeds the length of the external electrode by 2M or more, and the internal electrode is connected to the external electrode. It is installed in the battery symmetrically with the electrodes. If the external battery is connected to the anode of the power supply and the internal electrode is connected to the cathode of the power supply, the length of the middle part of the internal electrode is less than the length of the external electrode on the value of 2M. The electrodes are installed symmetrically with the external electrodes. In order to provide accurate coaxiality of the electrodes within the battery, different variables should be used to fasten the internal electrodes to the axial head conduit depending on the dimensions of the electrodes. If the length of the inner electrode exceeds the length of the outer electrode by a sufficient length, the axial conduit is included in a variable cross-section, and the middle part of the inner electrode with the larger diameter is the shaft of the head where the elastic gasket is located. Form a slot junction with the directional conduit. If the middle portion of the internal electrode forms a slot joint with the axial conduits of the upper and lower heads, an elastic gasket is placed in the groove in the middle portion of the inner electrode. If the inner electrode is fastened by the pin end, the axial conduit diameter is equal to the diameter of the inner electrode pin end; the elastic gasket is located in a groove on the inner electrode pin end; or the axial head conduit is the inner electrode It has a diameter equal to the diameter of the pin end and has an extension at the lip; the elastic gasket is located at this extension. In addition, the battery has a clamping dielectric bush located in this extension. With these improvements, an excellent battery having good functions can be obtained. The use of coaxial electrodes and diaphragms and their placement in dielectric bushings and heads provides for any hydraulic regime and simplification of battery assembly. There is no need to drill holes in the outer cylindrical electrode, which simplifies manufacturing. The outlet position can be adjusted by turning the head so that several batteries can be compactly packed together in one device. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a cross section of a chemical battery according to the present invention. FIG. 2 shows one embodiment of a structure for fastening internal electrodes in the collection head of the chemical battery of the present invention. FIG. 3 shows a second embodiment of the structure for fastening internal electrodes in the collection head. FIG. 4 shows a third embodiment of the structure for fastening internal electrodes in the collection head. FIG. 5 shows a fourth embodiment of the structure for fastening internal electrodes in a collection head. FIG. 6 shows a first alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 7 illustrates a second alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 8 shows a third alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 9 shows a fourth alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 10 shows a fifth alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 11 shows a sixth alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 12 shows a seventh alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. FIG. 13 shows an eighth alternative diaphragm design used in the chemical cell of the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, the chemical cell of the present invention comprises a coaxial outer cylindrical electrode 1, an inner electrode 2, and a ceramic diaphragm 3 disposed therebetween. The external electrode 1 is tightly and hermetically fixed to the lower dielectric bush 4 and the upper dielectric bush 5, each of which supplies and discharges treated water and / or aqueous solution to and from the compartment of the external electrode. Has a conduit. The conduit reaches the lateral surface of the bush and is provided with a pipe connection. The lower and upper dielectric collecting heads 6 and 7 have conduits for supplying and discharging the treated water and / or aqueous solution to and from the compartments of the internal electrode 2. The dielectric collecting heads 6, 7 are joined to the dielectric bushes 4, 5 by slot joints. The head conduit further reaches the lateral surface and is provided with a pipe connection. In addition, there are axial conduits in the dielectric collection heads 6,7. The pin end of the internal electrode 2 enters the axial conduit. The septum 3 is sealed in the dielectric collecting heads 6, 7 by gaskets 8 and 9, respectively, located at the slot junction between the bush and the head. The internal electrode 2 is sealed by elastic gaskets 10 and 11. There is a thread at the pin end of the internal electrode, to which washers 12 and 13 and nuts 14 and 15 are fastened. The assembly and sealing of the battery is accomplished by using the bush and head nuts 14 and 15 and washers 12 and 13 and bolting together to the lip of the external electrode 1 after the head position is determined. The position and type of the elastic gaskets 10 and 11 depend on the structure of the internal electrode. If the middle section of the internal electrode 2 and the axial conduit of the head 7 forms a slot joint (FIG. 2), the seal 11 is located at the slot joint. That is, the inner electrode 2 and the axial conduit each change their diameter. In this case, the seal is evenly loaded, which reduces the risk of its deformation. The seal 10 is similarly installed on the head 6. If the inner electrode 2 and the middle part of the axial conduit of the head 7 form a slot joint at the connection diameter, the top of the electrode 2 has grooves for the seal 11 (FIG. 3). The internal electrode 2 is a combination of a hollow cylinder 17 and a solid pin end 18 as shown in FIG. If the diameter of the axial conduit of the head 7 is equal to the diameter of the pin end of the internal electrode 2, a groove for the seal 11 is made in the distal end (FIG. 4); It is wider at the tip to place and add washers 16 (FIG. 5). The internal electrode is made with a variable cross section. The diameter of the electrode pin end is 0.75 or less of the diameter of the middle part of the electrode. This ratio provides optimal hydrodynamic properties and ensures that the electrodes can be securely fastened to the head in different ways to install the elastic gasket. The internal electrode can be made as a solid or hollow cylinder to provide the required form of electrode with a solid pin end. The method for joining the parts depends on the applicable material. Durability and reliable conductivity can be obtained using mechanical bonding or other types of bonding, such as vacuum welding or laser beam welding. The use of hollow electrodes not only reduces the weight of the device and saves materials, but also allows for direct processing in modern electrochemical processes to change the conditions for the generation of electrode surface charges. In addition, the internal electrode has threads at its pin ends for washer and nut settings and serves as joint details to join the cells, provide a seal, and secure the head in a predetermined working position. The diaphragm is based on zirconium oxide and manufactured with additives of aluminum oxide, aluminum oxide and yttrium oxide, the diaphragm has high resistance to acids, alkalis and aggressive gases, has a long life, Reproduction is easy. Different additives allow tuning of the characteristics of the diaphragm surface and act directly on the electrochemical process, which is especially important when using chemical cells to produce certain specialty substances. The diaphragm may be manufactured from different materials as ultrafiltration, microfiltration or nanofiltration, depending on the problem to be solved. The shape of the diaphragm, as well as the manner in which the diaphragm is installed, will affect the operating conditions of the battery based on a comparison with the flow of treated water. The diaphragm takes many different forms. As shown in FIGS. 6 and 7, the diaphragm 3 is a truncated cone of a cone value 1: (100-1000) and of similar thickness with a wall of 0.4 mm to 0.8 mm over its entire length; (FIG. 6) or up (FIG. 7) in the battery. As shown in FIGS. 8 and 9, the diaphragm 3 is further made as a cylinder, the inner surface of which is a cone with a cone value of 1: (100-1000), with the large base down (FIG. 8) or the large base. (Fig. 9). Alternatively, as shown in FIGS. 10 and 11, the inner surface of the septum 3 is made as a cylinder and the outer surface of the septum is a cone with a cone value of 1: (100-1000), with the large base down (FIG. 10) or Made with the large base up (FIG. 11). In each case, the wall thickness of one edge is 0.4 mm to 0.5 mm and the wall thickness of the other edge is 0.7 mm to 0.8 mm. The septum is thereby installed in the battery with a thick walled lip that faces downward or upward. As shown in FIGS. 12 and 13, the outer and inner surfaces of the diaphragm 3 are both formed as cones having a cone value of 1: (100-1000). In this alternative, the apex of the cone is facing away, with the wall thickness of one clevis being 0.4 mm to 0.5 mm and the other cleave being 0.7 mm to 0.8 mm. The septum is placed in the cell such that the lip with the thicker wall is oriented downward (FIG. 12) or upward (FIG. 13). Using a diaphragm with a low cone value does not produce different results compared to a cylindrical diaphragm. When using diaphragms with high cone values, as well as diaphragms with increased wall thickness, it is necessary to change the dimensions of the cell to increase the distance between the electrodes and increase power consumption for the electrochemical process . A thinner wall will increase the brittleness of the diaphragm and reduce its life, making battery assembly and disassembly more difficult. By using diaphragms of different contours, the electrochemical process can be adjusted. For example, the diaphragm is installed in the cell in such a way that the cross section of the cell increases from the bottom to the top of the cell for processes involving high gas generation. Alternatively, the diaphragm is inserted into the cell in a manner that reduces the cross-section of the cell from bottom to top to increase gas filling at the top of the cell and reduce the strength of the electrochemical treatment of the solution in the final cross section of the cell. Install. The use of diaphragms that provide different profiles for only one chamber (one surface conical and the other cylindrical) creates a difference in the volume of gas evolution between both chambers during the process. Moreover, such diaphragms (as well as diaphragms with conical outer and inner surfaces, with the tops of the cones pointing in opposite directions) can be used for solution treatment of different qualities and contents in the cell compartment of the battery. The inner and outer surfaces of the septum can further be made as cylinders with a wall thickness of 0.4 mm to 0.7 mm. This type of diaphragm is very effective for highly dilute solution processing. Deviations from the geometrically correct plane of the diaphragm should be less than 0.05 mm in any part of that plane. On the other hand, the conditions for creating a double electric layer on the surface of the diaphragm have been changed, and the effect of the double electric layer on the resistance of the diaphragm has been changed, resulting in poor solution processing due to uneven work along the surface. Is done. The diaphragm is fastened by an elastic gasket disposed in the bush groove, facilitating battery assembly and providing coaxiality. It is essential that the restriction on the diameter of the middle part of the internal electrode is affected by the following correlation: 2M <D <4M, where D = diameter of the middle part of the internal electrode (mm); and M = between the electrodes Distance (mm)). The distance between the electrodes is 2.8-3.3 mm. Reducing this distance reduces the effectiveness of the electrochemical process by capillary action. Increasing this distance will also increase power consumption and fail to achieve a mass and energy exchange self-assembly process. It is important that the length of the middle part of the inner electrode is shorter than the length of the outer electrode for values of 2M or longer than the length of the outer electrode for values above 2M. The length of the external electrodes varies from 50 mm to 240 mm, thus providing optimal gas filling of the processing liquid at all operating conditions of the battery. The cross-correlation of the inner and outer electrode dimensions is determined by the polarity of the electrodes. When the external electrode is connected to the cathode of the power supply and the internal electrode is connected to the anode of the power supply, the length of the middle part of the internal electrode exceeds the length of the external electrode by a value of 2M or more. When the external electrode is connected to the anode of the power supply and the internal electrode is connected to the cathode of the power supply, the internal electrode intermediate portion length is a value of 2M and is equal to or less than the external electrode length. The inner electrode is in each case located symmetrically with the outer electrode in the battery. Such a design prevents the coating of the electrode from wearing away in places of high intensity electric field (place of variation or concentration of the electric field at the pin end). Accurate internal electrode fastening is important for efficient battery operation. Fastening the internal electrodes to the head by means of a resilient gasket located in the axial head conduit provides tight coaxiality and relatively easy assembly. Battery designs can be different to meet the requirements of electrode coaxiality. For example, if the length of the middle portion of the inner electrode exceeds the length of the outer electrode, the inner electrode must be made long enough to form a slot junction with the axial head conduit. An elastic gasket is located at the slot joint. The axial conduit of the head has a variable cross section. This provides coaxiality and prevents the elastic gasket from deforming. Alternatively, the middle portion of the internal electrode forms a slot junction with the upper and lower head axial conduits, and the resilient gasket is located in a groove on the middle portion of the internal electrode. This design facilitates assembly. If the fastening of the internal electrode in the head is provided by packing of its pin ends (the middle part is smaller than the length of the outer electrode or the middle part is long but does not reach the position of the head ), The diameter of the axial head conduit is equal to the diameter of the internal electrode pin end, and the resilient gasket is located in a groove made in the surface of the internal electrode pin end located in the axial head conduit. Alternatively, the diameter of the axial head conduit is equal to the diameter of the pin end of the internal electrode, and the axial conduit widens at the end of the head to accommodate the resilient gasket and the additional clamping dielectric bush. Water is treated as it passes through the cell compartment from bottom to top. The treated water and / or solution flows separately through the cell compartment of the battery. The invention is further described in the following examples, which are not intended to limit the scope of the invention. Unless otherwise stated, ultrafiltration ceramic membranes (composition: 60% by weight zirconium oxide, 27% by weight aluminum oxide, 3% by weight yttrium oxide) are used in all examples. Example 1 Battery for Water Sterilization An external battery is connected to the cathode of a power supply and made from polished titanium. The internal electrodes are made from titanium coated with manganese oxide and connected to the anode of a power supply. The length of the external electrode is 80 mm. The distance between the electrodes was 2.9 mm. The diameter of the middle part of the internal electrode is 9.0 mm, and the length of the middle part is 86 mm. The septum is a cylinder with a wall thickness of 0.5 mm along its entire length. The mineral content of the treated water was 0.5 g / L. The amount of microorganisms in the treated water is 10 Five Colonies / ml. The mineral content of the water was still the same after the treatment, but the microorganisms were removed. Conclusion: It is reasonable to use batteries of near-minimum size (as specified in the formula) for water sterilization by portable devices in the field. Example 2: Batteries for producing sterile matter An external battery is connected to the cathode of a power supply and is manufactured from glass carbon. The internal battery is manufactured from titanium coated with ruthenium oxide and is connected to the power supply anode. The length of the external electrode is 240 mm. The length of the middle part of the internal electrode is 250 mm. The diameter of the middle part is 10 mm. The distance between the electrodes was 3 mm. The diaphragm is a cylinder with a wall thickness of 0.6 mm. The solution to be treated was sodium chloride at a concentration of 2 g / L. The flow rate of the solution to be treated was 30 L / h when passing through the anode compartment and 5 L / h when passing through the cathode compartment. The result was two solutions with the following parameters:-Anode compartment output (anolyte): pH = 6.0, ORP = +800 mV-Cathode compartment output (catholyte): pH = 8.6, ORP = -The power consumption of 600 mV was 0.95 kWh / cub.m. Example 3 The procedure of producing a sterile product using a battery under the same conditions as in Example 2 was carried out, but the diaphragm had a cone value of 1: 500 and a constant wall thickness over the entire length of the diaphragm of 0.7 mm. It was a truncated cone. The septum was placed with the large bottom face up. After the treatment, an anolyte of pH = 5.5, ORP = + 900 mV and a catholyte of pH = 8.0, ORP = -550 mV were obtained. The diaphragm was placed with its large bottom face down to obtain an anolyte with pH = 6.3, ORP = + 650 mV and a catholyte with pH = 9.1, ORP = -730 mV. Example 4: A sterile product was produced using a battery under the same conditions as in Example 2, and a step of washing the solution was performed, but the outer surface of the diaphragm was cylindrical, the inner surface was conical, and the upper tip 0.5 mm and the lower edge was 0.8 mm. The width of the cathode compartment was constant throughout the cell, while the anode compartment was wider at the upper end. The results of the treatment are shown below: anolyte pH = 5.6, ORP = + 900 mV, and catholyte pH = 8.7, ORP = -780 mV. Example 5: A battery external electrode for producing chlorine (a mixture of oxidizing agents, mainly chlorine and oxygen) using electrolysis of an aqueous solution of sodium chloride was manufactured from titanium coated with ruthenium oxide, and the anode of a power supply Connect to The internal electrode (cathode) is made from titanium coated with pyrographite. The length of the external electrode is 240 mm. The length of the middle part of the internal electrode was 230 mm. The diameter of the middle part is 11 mm. The distance between the electrodes is 3.1 mm. The diaphragm is cylindrical with a wall thickness of 0.6 mm. An aqueous solution of sodium chloride having a concentration of 300 g / L was introduced into the anode compartment of the battery and treated. Tap water with an inorganic content of 0.5 g / L was introduced into the cathode compartment and treated. The water and solution were treated while flowing through the cell compartment from bottom to top. As a result, 10 liters of gas were obtained. The gas contains 70% chlorine, 20% chlorine dioxide, 7% oxygen and 3% balance (mixture). The conversion of chlorine is about 30% after passing through the battery. The product of the cathode compartment is sodium hydroxide at pH = 13. This solution can be used for galvanic production or other techniques. This example demonstrates that the battery can be used effectively for chlorine production. The present invention simplifies battery design, allows the required amount of batteries to be co-located in a small space, simplifies the fixing system for battery elements, provides high reliability, and provides space between electrodes. Eliminating the effects of the bending electric field increases the life of the cell and extends the cell's functional capacity so that the gas filling of the electrolyte during the electrochemical process can be adjusted. The battery can be used to advantage in the purification and sterilization of water, in the production of solutions with predetermined characteristics, and in the production of products by electrolysis of aqueous solutions.