CN109415829B - 牺牲电极的安装结构及具备该安装结构的电解装置 - Google Patents

Abstract

牺牲电极的安装结构具备：供电解液流通的第一配管；由绝缘材料形成并供电解液流通的第二配管；以供电解液流通的方式配置在第一配管与第二配管之间，且设有与电解液接触的牺牲电极的筒状的牺牲电极单元；将第一配管与牺牲电极单元连结成液密且拆装自如的第一管接头；以及将第二配管与牺牲电极单元连结成液密且拆装自如的第二管接头。

Description

牺牲电极的安装结构及具备该安装结构的电解装置

技术领域

本发明涉及牺牲电极(sacrificial electrode)的安装结构及具备该安装结构的电解装置。

背景技术

在各种化学产品的制造装置、水处理设备所使用的金属制的电解槽中，有时形成流入到电极的直流电流的一部分经由电解槽的一部分或电解槽的附属设备而返回电极这样的电流电路。这种情况下，电解槽或附属设备往往会腐蚀。

作为抑制该腐蚀的方法，已知有在电解液的供给流路或排出流路安装牺牲电极的技术。

根据电解槽的用途的不同，牺牲电极有时在短期间内发生损耗。因此，存在需要更换牺牲电极的情况。专利文献1公开了能够更换的牺牲电极的安装结构。在该安装结构中，在构成电解液的流路的主管的内部形成有内螺纹，在牺牲电极的端部形成的外螺纹与该内螺纹螺合。

[专利文献1]：中国实用新型第202519349号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1公开的上述的牺牲电极的安装结构中，由牺牲电极的外螺纹和主管的内螺纹构成的螺合部在电解液中露出。因此，电解液侵入外螺纹与内螺纹的界面，它们的螺纹及其附近可能会腐蚀。在外螺纹与内螺纹因腐蚀生成物而相互固接的情况下、或者外螺纹或内螺纹被浸蚀而未留有原形的情况下，牺牲电极的更换并不容易。而且，在专利文献1公开的上述的牺牲电极的安装结构中，由于牺牲电极内置于构成电解液的流路的主管，因此从外侧观察不到牺牲电极的状态。

用于解决课题的方法

本发明提供一种通过目视能够容易确认牺牲电极的损耗状况且牺牲电极的更换容易的牺牲电极的安装结构、及具备该安装结构的电解装置。

本发明的牺牲电极的安装结构是与电解液接触的牺牲电极的安装结构，其中，所述牺牲电极的安装结构具备：第一配管，其供电解液流通；第二配管，其由绝缘材料形成，并供所述电解液流通；筒状的牺牲电极单元，其配置在所述第一配管与所述第二配管之间以供所述电解液流通，且设有与所述电解液接触的牺牲电极；第一管接头，其将所述第一配管与所述牺牲电极单元连结成液密且拆装自如；以及第二管接头，其将所述第二配管与所述牺牲电极单元连结成液密且拆装自如。

在上述的结构中，在筒状的牺牲电极单元设置与电解液接触的牺牲电极，牺牲电极单元通过第一管接头而拆装自如地连结于与电解槽连结的第一配管。而且，牺牲电极单元通过第二管接头而拆装自如地连结于第二配管。因此，在更换牺牲电极时，只要将上述的管接头拆下，将使用完的牺牲电极单元从第一配管和第二配管分离而拆卸之后，将新的牺牲电极单元设置在第一配管与第二配管之间，并通过管接头进行固定即可。这样，牺牲电极的更换容易。第二配管由绝缘材料形成，不会被电解液腐蚀，牺牲电极的更换更加容易。

优选的是，所述第二配管由能够从外部目视确认所述牺牲电极的材料构成。根据该结构，从配管的外侧能够目视确认插入于第二配管的牺牲电极单元的状态。即，通过目视能够容易确认牺牲电极的损耗状况，因此牺牲电极的更换计划的制定变得容易，并且能够抑制牺牲电极的超过设想的损耗引起的电解装置的腐蚀或破损。

在本发明的另一形态中，所述牺牲电极单元的整体为所述牺牲电极。根据该结构，由于牺牲电极单元的整体由牺牲电极材料构成，因此能够延长牺牲电极单元的可作为牺牲电极发挥作用的期间。这样，能够使牺牲电极单元的更换跨度为较长期间。

在本发明的一形态中，所述第一配管可以由导电性材料形成，所述牺牲电极单元可以与所述第一配管分离。通过使牺牲电极单元从第一配管分离，即使牺牲电极单元因腐蚀而产生变形，从第一配管的拆卸也变得容易。

这种情况下，安装结构优选还具备由绝缘材料形成的间隔件，该间隔件由所述第一管接头包围，且夹设在所述牺牲电极单元与所述第一配管之间。通过间隔件，可确保牺牲电极单元与第一配管的间隔。

在所述第一配管由导电性材料形成且所述牺牲电极单元与所述第一配管分离的情况下，所述牺牲电极单元与所述第一配管可以通过由导电材料形成的线缆而电连接。根据该结构，牺牲电极单元与第一配管通过由导电材料形成的线缆而电连接，因此在牺牲电极单元与第一配管之间流动的漏电流通过线缆。因此，在测定漏电流时，只要测定流过该线缆部分的电流即可。因此，能够容易进行漏电流的测定。

所述第一配管优选由钛或钛合金形成。钛或钛合金由于耐蚀性高，因此牺牲电极的更换更加容易。

优选的是，所述牺牲电极单元具备轴部和凸缘部，该凸缘部形成在所述轴部的端部并向半径方向外侧扩展，所述第一管接头具备筒状的主壁部和处于所述主壁部的端部并向半径方向内侧突出的端壁部，在所述主壁部的内周面形成有内螺纹，在所述第一配管的端部形成有外螺纹，在所述端壁部形成有贯通孔，所述牺牲电极单元的所述轴部插入于所述端壁部的贯通孔，所述牺牲电极单元的所述凸缘部配置在所述主壁部的内部，所述第一配管的端部的外螺纹与所述主壁部的所述内螺纹螺合。这种情况下，通过解除第一配管的端部与主壁部的螺合，能够容易地将牺牲电极从第一配管拆卸。

在本发明的另一形态中，所述第一管接头可以具备：连接管，其具有挠性且由绝缘材料形成，所述第一配管及所述牺牲电极单元以相互隔有间隔的状态插入该连接管；以及紧固用具，其配置在所述连接管的周围，使所述连接管沿半径方向缩小而将该连接管固定于所述第一配管及所述牺牲电极单元。这种情况下，通过紧固用具的操作，能够容易地将牺牲电极从第一配管拆卸。

优选的是，所述第二配管由挠性材料形成，所述牺牲电极单元插入于所述第二配管。这种情况下，通过将牺牲电极单元从第二配管拔出而能够容易地将牺牲电极从第二配管拆卸。

所述第二管接头可以具备紧固用具，该紧固用具配置在所述第二配管的周围，使所述第二配管沿半径方向缩小而将该第二配管固定于所述牺牲电极单元。这种情况下，通过紧固用具的操作，能够容易地将牺牲电极从第二配管拆卸。

本发明的一形态的电解装置具备对所述电解液进行电解的电解槽，上述的牺牲电极的安装结构中的所述第一配管与所述电解槽连结或一体设置。根据该结构，能够实现牺牲电极的更换容易的电解装置。

本发明的一形态的电解装置具备：对所述电解液进行电解的电解槽；以及与所述电解槽连接的多个电解液路径，在所述电解液路径设有一个以上的所述牺牲电极的安装结构。在电解液路径设置一个以上的所述牺牲电极的安装结构，由此适当地保护电解槽，而且，如后所述，在通过多个电解液路径将歧管与电解槽连结的情况下，能适当地保护电解槽和歧管。并且，通过将本发明的牺牲电极的安装结构适用于上述的牺牲电极单元，能够容易更换牺牲电极。

发明效果

根据本发明，能够提供一种通过目视能够容易确认牺牲电极的损耗状况且更换容易的牺牲电极的安装结构及具备该安装结构的电解装置。

附图说明

图1是具备本发明的实施方式的牺牲电极的安装结构的电解装置的立体图。

图2是所述电解装置的电解液供给路的立体图。

图3是在所述电解装置的电解液供给路设置的牺牲电极的安装结构的剖视图。

图4是所述电解装置的电解液排出路的立体图。

图5是在所述电解装置的电解液排出路设置的牺牲电极的安装结构的剖视图。

图6是具备本发明的变形例的牺牲电极的安装结构的电解装置的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。

图1是具备本实施方式的牺牲电极的安装结构的电解装置1的立体图。电解装置1具备主体框架2和被支承于主体框架2的电解槽3。在电解槽3中蓄积电解液。电解槽3具有在内部设有阳极的多个阳极单元3A和在内部设有阴极的多个阴极单元3B。阳极单元3A与阴极单元3B交替排列，它们的内部空间相互连通，从而电解液能够在这些单元流通。

在主体框架2的外侧设有电解液供给歧管4和电解液排出歧管5。电解液供给歧管4经由多个电解液供给路(在图1中未图示)而与电解槽3的单元3A、3B分别连接。电解液排出歧管5经由多个电解液排出路(在图1中未图示)而与电解槽3的单元3A、3B分别连接。

从外部向电解液供给歧管4供给电解液。供应给电解液供给歧管4的电解液经由电解液供给路分别向电解槽3的单元3A、3B供给。在电解槽3中，通过向电解液施加的电压进行电解。电解使用后的电解液分别从单元3A、3B经由电解液排出路向电解液排出歧管5排出。排出到电解液排出歧管5的电解液经过基于电解的生成物的分离、冷却、因电解而消耗的物质的补充等各种处理之后，再次向电解液供给歧管4供给。不仅电解槽3内的电解液，而且电解液供给歧管4及电解液排出歧管5内的电解液也包含因电解而产生的离子。

图2是将电解液供给歧管4与电解槽3连结的电解液供给路10的立体图。图2为了简化而仅示出一个电解液供给路10，但是实际上对于多个单元3A、3B分别设有多个电解液供给路10，各电解液供给路10具有同样的结构。

在各电解液供给路10设有两个牺牲电极单元22。更具体而言，在电解液供给路10的电解槽3侧的端部设有一个牺牲电极单元22，在电解液供给路10的电解液供给歧管4侧的端部设有另一个牺牲电极单元22。在利用多个电解液供给路10将电解液供给歧管4与电解槽3连结的情况下，电流从电位高的构件朝向电位低的构件流动。例如，通过被供给的电解液而使电流从电解槽3内的阳极朝向电解液供给路10、电解液供给歧管4流动。因此，不仅电解槽，也应考虑电解液供给歧管4的腐蚀。在各个电解液供给路10中，将两个牺牲电极单元22设置在电解槽3侧和电解液供给歧管4侧，由此能适当地保护电解槽3和电解液供给歧管4。

更具体地说明电解液供给路10的结构。在电解液供给歧管4的电解液供给口通过螺母11来连结喷嘴(第一配管)14。在该实施方式中，与电解液供给歧管4连结的配管是喷嘴14。

喷嘴14通过第一管接头23而与牺牲电极单元22连结。牺牲电极单元22通过第二管接头24而与配管(第二配管)13连结。配管13由透明或半透明的具有挠性的绝缘材料例如可溶性聚四氟乙烯树脂(PFA)等形成。

此外，配管13通过另一第二管接头24而与另一牺牲电极单元22连结。该牺牲电极单元22通过另一第一管接头23而与喷嘴(第一配管)15连结。喷嘴15是与电解槽3连结或一体设置的配管。

这样，电解液供给路10从电解液供给歧管4侧依次具有喷嘴14、第一管接头23、牺牲电极单元22、第二管接头24、配管13、第二管接头24、牺牲电极单元22、第一管接头23及电解槽3侧的喷嘴15。在电解液供给路10中，对于两个牺牲电极单元22，在电解液供给路10设置两个牺牲电极的安装结构20。配管13可看作由两个牺牲电极的安装结构20共有。

图3是沿图2的A-A线的剖视图，示出在电解槽3的电解液供给路10设置的牺牲电极的安装结构20。图3的牺牲电极的安装结构20是图2的电解槽3侧的安装结构，包含喷嘴15。图2的电解液供给歧管4侧的安装结构20也与之基本相同，区别仅在于喷嘴15由喷嘴14替换。

牺牲电极的安装结构20具有喷嘴15、配管13、筒状的牺牲电极单元22、第一管接头23、第二管接头24。第一管接头23将喷嘴15与牺牲电极单元22连结成液密且拆装自如。第二管接头24将配管13与牺牲电极单元22连结成液密且拆装自如。

喷嘴15设置于电解槽3的各个单元3A、3B。喷嘴15例如由金属形成，更详细而言由钛或钛合金等耐蚀性高的导电性材料形成。喷嘴15具备轴部15a和头部15b，轴部15a与头部15b一体形成。轴部15a形成为圆筒状，并与电解槽3连接。即，电解槽3的内部与轴部15a的内部相通。

头部15b为大致圆筒，设置在轴部15a的与电解槽3相反的一侧的端部，并具有比轴部15a的外径大的外径。在头部15b的外周面形成有外螺纹。

牺牲电极单元22具有轴部22a、凸缘部22b及牺牲电极22c。轴部22a形成为圆筒状，且与喷嘴15同轴地配置。轴部22a的外径及内径与配管13的外径及内径大致相等。

凸缘部22b从轴部22a的喷嘴15侧的端部向半径方向外侧扩展。轴部22a和凸缘部22b由导电材料例如金属一体形成。凸缘部22b的外径比喷嘴15的外径稍小。

在图3中，牺牲电极22c是同轴地插入于轴部22a的配管13侧的端部的圆筒状的构件。牺牲电极22c由在电解时表现出高耐久性的物质形成。例如为(1)铂族金属(铂、钌、铑、钯、锇、铱)单体、(2)2种以上的铂族金属的合金、(3)铂族金属与其他的金属的合金、(4)以铂族金属和钛、钽等阀金属为构成元素的混合氧化物或复合氧化物、(5)金属锶、(6)金属铁、金属镍、(7)金属铅、二氧化铅、(8)硅、(9)金刚石或石墨、(10)氧化铝、莫来石、氧化锆等氧化物、(11)SiC等碳化物、(12)AlN等氮化物、(13)钛、钽、锆等阀金属单体。或者，牺牲电极22c可以是在基板上形成有催化剂层的结构。这种情况下，作为基板，可以适用钛、锆、铝、钽、铌、铁、镍、铅的单体或合金，或适用碳、硅、陶瓷等。作为催化剂，可以适用上述的(1)～(12)例示的具有催化剂功能的物质。牺牲电极22c可以是将由上述的材质构成的板状构件加工成圆筒状的结构，也可以是从制造时形成为圆筒状的结构。这种情况下，如图3所示，牺牲电极22c自身成为电解液的流通路。

或者，牺牲电极可以是将网状、冲孔金属等具有孔的板状构件加工成圆筒状的结构。在将有孔的构件作为牺牲电极使用的情况下，在向未开设孔的圆筒状的支承构件(例如钛等金属制的筒或管状的树脂)插入了牺牲电极22c之后，向轴部22a插入。牺牲电极不必非要加工成圆筒状，只要将例如板状构件卷弯成C字状截面的状态或以原封不动的平板的状态插入到支承构件内即可。在牺牲电极为金属的情况下，为了防止牺牲电极脱落，可以通过焊接等将支承构件与牺牲电极结合。在插入时，如果牺牲电极的端部从支承构件的端部露出，则如后所述能够从配管13的外侧目视确认到牺牲电极的状态。

在牺牲电极为金属制的情况下，也可以使用通过焊接等在轴部22a的配管13侧的前端直接安装牺牲电极的结构。这种情况下，牺牲电极也不必非要加工成圆筒状，以将板状构件卷弯的状态或以原封不动的平板的状态安装于轴部22a。

牺牲电极22c的材料可以与轴部22a和凸缘部22b的材料相同。即，牺牲电极单元22的整体可作为牺牲电极使用。这种情况下，由于牺牲电极单元22的整体由牺牲电极材料构成，因此能够延长牺牲电极单元22的可作为牺牲电极发挥作用的期间。

牺牲电极22c也插入到配管13的端部内。这样，在喷嘴15与配管13之间夹设有牺牲电极单元22。在插入于配管13时，牺牲电极22c的与轴部22a相反的一侧的端部相比第二管接头24的安装位置更位于里侧(配管13的端部的相反侧)。配管13由透明或半透明的绝缘材料构成，因此人员能够从配管13的外侧目视确认牺牲电极22c的状态。

喷嘴15的内部、牺牲电极单元22的轴部22a的内部、牺牲电极22c的内部及配管13的内部被用作电解液L的流路。

喷嘴15与牺牲电极单元22通过第一管接头23连结成液密且拆装自如。第一管接头23能够从外部操作。第一管接头23的详细结构不受限定，但可以是下述的例子。第一管接头23的例子具备筒状的主壁部23a和处于主壁部23a的端部且向半径方向内侧突出的端壁部23b。在主壁部23a的内周面形成有内螺纹。例如，第一管接头23是金属制的盖形螺母。

与通常的盖形螺母不同，在端壁部23b形成有贯通孔23c。牺牲电极单元22的轴部22a插入于贯通孔23c，牺牲电极单元22的凸缘部22b配置在主壁部23a的内部。

在喷嘴15的头部15b形成的外螺纹与主壁部23a的内周面的内螺纹螺合。这样，第一管接头23连结于喷嘴15。

在喷嘴15的头部15b与牺牲电极单元22的凸缘部22b之间夹设有由绝缘材料(例如聚四氟乙烯)形成的环状的间隔件21a。而且，在牺牲电极单元22的凸缘部22b与第一管接头23的端壁部23b之间也夹设有由绝缘材料(例如聚四氟乙烯)形成的环状的间隔件21b。上述的间隔件21a、21b配置在第一管接头23的主壁部23a的内部。牺牲电极单元22的轴部22a插入于间隔件21b的贯通孔。

当第一管接头23连结于喷嘴15时，通过喷嘴15的头部15b将间隔件21a、牺牲电极单元22的凸缘部22b、及间隔件21b朝向第一管接头23的端壁部23b按压。这样，通过第一管接头23将喷嘴15液密地连结于牺牲电极单元22。

由绝缘材料形成的间隔件21a是为了确保由导电性材料形成的喷嘴15与由导电性材料形成的牺牲电极单元22之间的间隔而设置的。通过使牺牲电极单元22与喷嘴15隔开，即使牺牲电极单元22因腐蚀而产生变形，将其从喷嘴15拆卸也变得容易。

出于该理由，在第一管接头23由导电材料形成的情况下，凸缘部22b的外径设计得比主壁部23a的内径小，以避免牺牲电极单元22的凸缘部22b与第一管接头23的主壁部23a的内周面接触。

在第一管接头23由导电材料形成的情况下，由绝缘材料形成的间隔件21b是为了确保第一管接头23的端壁部23b与由导电材料形成的牺牲电极单元22之间的间隔而设置的。通过使牺牲电极单元22与第一管接头23的端壁部23b隔开，防止电流从喷嘴15经由第一管接头23向牺牲电极单元22的流动，即使牺牲电极单元22因腐蚀而产生变形，将其从管接头23拆卸也变得容易。

然而，在第一管接头23由绝缘材料形成的情况下，间隔件21b并非不可或缺。这种情况下，牺牲电极单元22可以与第一管接头23接触，牺牲电极单元22的凸缘部22b可以被按压成与第一管接头23的端壁部23b接触。

牺牲电极单元22与配管13由第二管接头24连结成液密且拆装自如。第二管接头24能够从外部操作。第二管接头24的详细结构不受限定，但可以是下述的例子。如上所述，牺牲电极单元22的牺牲电极22c插入于由挠性材料形成的配管13的端部。第二管接头24的例子具备紧固用具，该紧固用具配置在由挠性材料形成的配管13的周围，使配管13的端部沿半径方向缩小而固定于牺牲电极22c。

第二管接头24的例子具有：连接管24a；在连接管24a的两端的内侧配置的两个套圈24b、24c；以及在连接管24a的两端的外侧配置的两个螺母24d、24e。连接管24a及套圈24b、24c由绝缘材料例如由聚四氟乙烯形成。螺母24d、24e由绝缘材料例如由可溶性聚四氟乙烯树脂(PFA)形成。

在连接管24a的内周面处，两端具有比其他的部分大的内径，且在两端分别插入有作为管的套圈24b、24c。而且，在连接管24a的两端形成有外螺纹，与两个螺母24d、24e分别螺合。

套圈24b和螺母24d配置在牺牲电极单元22的轴部22a的周围。通过将螺母24d紧固连结于连接管24a的端部，从而其内侧的套圈24b沿半径方向缩小而固定于轴部22a。

套圈24c和螺母24e配置在牺牲电极22c与配管13的重叠部分的周围。通过将螺母24e紧固连结于连接管24a的端部，从而其内侧的套圈24c沿半径方向缩小而固定于配管13。同时，配管13的端部沿半径方向缩小而固定于牺牲电极22c。这样，通过第二管接头24而将配管13液密地连结于牺牲电极单元22。连接管24a、套圈24c及螺母24e可看作将配管13的端部固定于牺牲电极22c的紧固用具。

在该牺牲电极的安装结构20设有用于将牺牲电极单元22与喷嘴14及喷嘴15之间电连接的机构。在以下的说明中，以具有喷嘴15的牺牲电极的安装结构20为例，但是具有喷嘴14的牺牲电极的安装结构20也同样，根据需要可以将喷嘴15改读为喷嘴14。具体而言，在喷嘴15的轴部15a的外周面接合有由金属板构成的线缆安装部25。在牺牲电极单元22的轴部22a的外周面也同样接合有线缆安装部26。在上述的线缆安装部25、26接合有由导电材料形成的线缆27的两端。

在牺牲电极单元22与喷嘴15之间流动的漏电流通过线缆27。因此，在测定漏电流时，只要测定流过该线缆27的电流即可。因此，能够容易地进行漏电流的测定。

图4是将电解液排出歧管5与电解槽3连结的电解液排出路30的立体图。图4为了简化而仅示出一个电解液排出路30，但是实际上为了电解槽3的多个单元3A、3B而设有多个电解液排出路30，各电解液排出路30具有同样的结构。

在各电解液排出路30设有两个牺牲电极单元42。更具体而言，在电解液排出路30的电解槽3侧的端部设有一个牺牲电极单元42，在电解液排出路30的电解液排出歧管5侧的端部设有另一个牺牲电极单元42。在利用多个电解液排出路30将电解液排出歧管5与电解槽3连结的情况下，电流从电位高的构件朝向电位低的构件流动。例如，通过排出的电解液，产生从电解槽3内的阳极通过电解液排出路30或电解液排出歧管5的电流路。因此，不仅是电解槽，也应考虑电解液排出歧管5的腐蚀。在各个电解液排出路30中，通过将两个牺牲电极单元42设置在电解槽3侧和电解液排出歧管5侧，由此适当地保护电解槽3和电解液排出歧管5。

更具体地说明电解液排出路30的结构。在电解液排出歧管5的电解液排出口通过螺母31连结喷嘴(第一配管)34。在该实施方式中，与电解液排出歧管5连结的配管是喷嘴34。

喷嘴34通过第一管接头43而与牺牲电极单元42连结。牺牲电极单元42通过第二管接头44而与配管(第二配管)33连结。配管33由透明或半透明的具有挠性的绝缘材料例如可溶性聚四氟乙烯树脂(PFA)等形成。

此外，配管33通过另一第二管接头44而与另一牺牲电极单元42连结。该牺牲电极单元42通过另一第一管接头43而与喷嘴(第一配管)35连结。喷嘴35是与电解槽3连结或一体设置的配管。

这样，电解液排出路30从电解液排出歧管5侧依次具有喷嘴34、第一管接头43、牺牲电极单元42、第二管接头44、配管33、第二管接头44、牺牲电极单元42、第一管接头43及电解槽3侧的喷嘴35。在电解液排出路30中，对于两个牺牲电极单元42，将两个牺牲电极的安装结构40设置于电解液排出路30。配管33可看作由两个牺牲电极的安装结构40共有。

图5是沿着图4的B-B线的剖视图，示出在电解槽3的电解液排出路设置的牺牲电极的安装结构40。图5的牺牲电极的安装结构40是图4的电解槽3侧的安装结构，包含喷嘴35。图4的电解液排出歧管5侧的安装结构40也与之基本相同，区别仅在于喷嘴35由喷嘴34替换。

牺牲电极的安装结构40具有喷嘴35、配管33、筒状的牺牲电极单元42、第一管接头43、第二管接头44。第一管接头43将喷嘴35与牺牲电极单元42连结成液密且拆装自如。第二管接头44将配管33与牺牲电极单元42连结成液密且拆装自如。

喷嘴35设置于电解槽3的各个单元3A、3B。喷嘴35例如由金属形成，更详细而言由钛或钛合金等耐蚀性高的导电性材料形成。喷嘴35形成为圆筒状，且与电解槽3连接。即，电解槽3的内部与喷嘴35的内部相通。

牺牲电极单元42具有轴部主体42a及牺牲电极42c。轴部主体42a形成为圆筒状，且与喷嘴35同轴地配置。轴部主体42a的外径及内径与喷嘴35的外径及内径大致相等。轴部主体42a的外径与配管33的内径大致相等。轴部主体42a例如由钛等金属制的筒或管状的树脂来制作。轴部主体42a插入到配管33内。

牺牲电极42c是同轴地插入于轴部主体42a的配管33侧的端部的构件。牺牲电极42c由在电解时表现出高耐久性的物质形成。具体而言，采用与牺牲电极22c相同的材料(上述的(1)～(13)的材料)。或者，牺牲电极42c可以是与牺牲电极22c同样地在基板上形成有催化剂层的结构。

牺牲电极42c可以是将由上述的材质构成的板状构件加工成圆筒状的结构，也可以是从制造时形成为圆筒状的结构。或者，牺牲电极42c可以是将网状、冲孔金属等具有孔的板状构件卷弯加工成圆筒状或C字状的结构。而且，牺牲电极42c可以为平板。在牺牲电极42c为金属的情况下，为了防止牺牲电极脱落，可以通过焊接等将支承构件与牺牲电极结合。在插入时，如果牺牲电极42c的端部从轴部主体42a的端部露出，则如后所述能够从配管33的外侧目视确认牺牲电极的状态。

在牺牲电极为金属制的情况下，也可以将在轴部主体42a的配管33侧的前端通过焊接等直接安装有牺牲电极的结构体作为牺牲电极单元42使用。这种情况下，牺牲电极也不必非要加工成圆筒状，以将板状构件卷弯的状态或以原封不动的平板的状态安装于轴部主体42a。

或者，可以省略轴部主体42a而使牺牲电极42c自身构成牺牲电极单元42。这种情况下，如果将牺牲电极42c加工成圆筒状，则能够形成为液密且也作为电解液的流路发挥功能。

牺牲电极42c的材料与轴部主体42a的材料不同。即，牺牲电极单元42中，配管33侧的端部为牺牲电极42c，其他的部分由与牺牲电极42c的材料不同的金属形成。

但是，牺牲电极42c的材料也可以与轴部主体42a的材料相同。即，牺牲电极单元42的整体可作为牺牲电极使用。这种情况下，牺牲电极单元42的整体由牺牲电极材料构成，因此能够延长牺牲电极单元42的可作为牺牲电极发挥作用的期间。

牺牲电极42c插入到配管33的端部内。这样，在喷嘴35与配管33之间夹设有牺牲电极单元42。在插入于配管33时，牺牲电极42c的端部相比第二管接头44的安装位置更位于里侧(配管33的端部的相反侧)。由于配管33由透明或半透明的绝缘材料构成，因此人员能够从配管33的外侧目视确认牺牲电极42c的状态。

喷嘴35的内部、牺牲电极单元42的轴部主体42a的内部、牺牲电极42c的内部及配管33的内部被用作电解液L的流路。

喷嘴35与牺牲电极单元42由第一管接头43连结成液密且拆装自如。第一管接头43能够从外部操作。第一管接头43的详细结构不受限定，但可以是下述的例子。第一管接头43的例子具有连接管41和紧固用具48。连接管41具有挠性且由绝缘材料形成。喷嘴35的端部及牺牲电极单元42的轴部主体42a的端部以相互隔有间隔的状态插入到连接管41的内部。紧固用具48配置在连接管41的周围，使连接管41沿半径方向缩小而将其固定于喷嘴35及轴部主体42a。

连接管41由柔软的材料形成，且在喷嘴35的端部插入于连接管41的状态下能充分牢固地固定时，紧固用具48并非必须。

如图4所示，紧固用具48具有将连接管41遍及整周地包围的环状构件48a和保持使环状构件48a的连接管41的周围的长度收缩的状态的锁定机构48b。锁定机构48b可以是例如使用了螺钉或其他的扣件的机构。

如图5所示，在连接管41与喷嘴35的重叠部分的周围配置紧固用具48。在连接管41与牺牲电极单元42的重叠部分的周围也配置紧固用具48。通过使图4所示的环状构件48a的连接管41的周围的长度收缩，从而连接管41沿半径方向缩小而被固定于喷嘴35及轴部主体42a。这样，通过第一管接头43将牺牲电极单元42液密地连结于喷嘴35。

牺牲电极单元42与配管33由第二管接头44连结成液密且拆装自如。第二管接头44能够从外部操作。第二管接头44的详细结构不受限定，但可以是下述的例子。如上所述，牺牲电极单元42插入到由挠性材料形成的配管33的端部。第二管接头44的例子具有紧固用具49A。第二管接头44配置在由挠性材料形成的配管33的周围，使配管33的端部沿半径方向缩小而固定于牺牲电极单元42。

配管33由柔软的材料形成，且在牺牲电极单元42的端部插入于配管33的状态下能充分牢固地固定时，紧固用具49A并非必须。

与第一管接头43的紧固用具48同样，紧固用具49A具有图4所示的锁定机构49b和环状构件49a。环状构件49a将配管33遍及整周地包围。锁定机构49b保持使环状构件49a的配管33的周围的长度收缩的状态。锁定机构49b可以是例如使用了螺钉或其他的扣件的机构。

如图5所示，在配管33与牺牲电极单元42的重叠部分的周围配置紧固用具48。通过使图4所示的环状构件49a的配管33的周围的长度收缩，从而配管33沿半径方向缩小而被固定于牺牲电极单元42。这样，通过第二管接头44，将牺牲电极单元42液密地连结于配管33。

在该牺牲电极的安装结构40设有用于将牺牲电极单元42与喷嘴34及喷嘴35之间电连接的机构。在以下的说明中，列举具有喷嘴35的牺牲电极的安装结构40为例，但是具有喷嘴34的牺牲电极的安装结构40也同样，根据需要可以将喷嘴35改读为喷嘴34。具体而言，在喷嘴35的外周面接合有由金属板构成的线缆安装部45。在牺牲电极单元42的轴部主体42a的外周面也同样接合有线缆安装部46。在上述的线缆安装部45、46接合有通过导电材料形成的线缆47的两端。

在牺牲电极单元42与喷嘴35之间流动的漏电流通过线缆47。因此，在测定漏电流时，只要测定流过该线缆47的电流即可。因此，能够容易地进行漏电流的测定。

需要说明的是，在本发明中，作为电解液供给路中的牺牲电极的安装结构，也可以取代图2、3的结构而适用图4、5的结构。同样，作为电解液排出路中的牺牲电极的安装结构，也可以取代图4、5的结构而适用图2、3的结构。

接下来，使用图2及图3，说明电解槽3的电解液供给侧的牺牲电极的安装结构20中的牺牲电极22c的更换方法。在以下的说明中，列举具有喷嘴15的牺牲电极的安装结构20为例，但是具有喷嘴14的牺牲电极的安装结构20的牺牲电极22c的更换方法也同样，根据需要可以将喷嘴15改读为喷嘴14。

配管13由能够从外部目视确认牺牲电极的材料构成，因此通过目视能够确认在配管13内部设置的牺牲电极22c的损耗状况。例如，在基于人员的目视确认中判断为需要更换牺牲电极22c时，在停止了电解装置1的运转之后，如下所述更换牺牲电极单元22。

首先，人员使第二管接头24的螺母24d、24e向紧固松缓的方向相对于连接管24a旋转，解除基于套圈24b、24c的锁定。然后，使牺牲电极单元22从配管13分离。通过由连接管24a、套圈24c及螺母24e构成的紧固用具的操作，能够容易地将牺牲电极单元22从配管13拆卸。

接下来，人员将线缆27从线缆安装部26切离。进而，使第一管接头23旋转，解除基于主壁部23a的内周面的内螺纹和喷嘴15的头部15b的外周面的外螺纹的螺合。然后，使牺牲电极单元22从喷嘴15分离。通过解除喷嘴15的处于端部的头部15b与主壁部23a的螺合，从而能够容易地将牺牲电极单元22从喷嘴15拆卸。这样，使用完的牺牲电极单元22、第一管接头23、第二管接头24及线缆安装部26从配管13和喷嘴15分离。

然后，将新的牺牲电极单元22的轴部22a插入于间隔件21b的贯通孔及第一管接头23的贯通孔23c，向轴部22a装配线缆安装部26。进而，向轴部22a装配第二管接头24的套圈24b及螺母24d。

然后，将间隔件21a夹在喷嘴15的头部15b与牺牲电极单元22的凸缘部22b之间而使第一管接头23旋转。即，使喷嘴15的头部15b的外周面的外螺纹与主壁部23a的内周面的内螺纹啮合，在头部15b与端壁部23b之间将间隔件21a、凸缘部22b及间隔件21b牢固地夹紧。这样，通过第一管接头23将喷嘴15与牺牲电极单元22连结。

进而，向配管13的端部装配第二管接头24的套圈24c及螺母24e。然后，使螺母24d与第二管接头24的连接管24a的一端部螺合，通过螺母24d的旋转而将套圈24b固定于牺牲电极单元22。而且，使螺母24e与第二管接头24的连接管24a的另一端部螺合，通过螺母24e的旋转而将套圈24c固定于配管13。这样，通过第二管接头24将配管13与牺牲电极单元22连结。最后，在线缆安装部26连接线缆27。

接下来，使用图4及图5，说明电解槽3的电解液排出侧的牺牲电极的安装结构40中的牺牲电极42c的更换方法。在以下的说明中，列举具有喷嘴35的牺牲电极的安装结构40为例，但是具有喷嘴34的牺牲电极的安装结构20的牺牲电极22c的更换方法也同样，根据需要可以将喷嘴35改读为喷嘴34。

配管33由能够从外部目视确认牺牲电极的材料构成，因此通过目视能够确认在配管33内部设置的牺牲电极42c的损耗状况。例如，在该目视确认中判断为需要更换牺牲电极42c时，在停止了电解装置1的运转之后，如下所述更换牺牲电极单元42。

在测定流过牺牲电极单元42与喷嘴35之间的线缆47的漏电流时，根据漏电流和牺牲电极的有效电解面积能够得到电流密度。如果预先取得与电流密度所对应的牺牲电极42c的消耗速度相关的数据，则能够根据计测到的漏电流来判定牺牲电极的消耗度。

首先，人员操作第一管接头43的紧固用具48中的在连接管41与牺牲电极单元42的重叠部分设置的紧固用具48A的锁定机构48b，解除紧固用具48A的紧固连结。而且，操作第二管接头44的紧固用具49A的锁定机构49b，解除紧固用具49A的紧固连结。

接下来，人员将线缆47从线缆安装部46切离。而且，使牺牲电极单元42从喷嘴35分离，使牺牲电极单元42还从配管33分离。通过第一管接头43的紧固用具48的操作，能够容易地将牺牲电极单元42从喷嘴35拆卸。而且，通过第二管接头44的紧固用具49A的操作，能够容易地将牺牲电极单元42从配管33拆卸。这样，使用完的牺牲电极单元42及线缆安装部46从配管33和连接管41分离。

然后，将新的牺牲电极单元42的一端部插入于连接管41，并将新的牺牲电极单元42的另一端部插入于配管33。然后，操作在连接管41与牺牲电极单元42的重叠部分设置的紧固用具48A和紧固用具49A各自的锁定机构49b、48b。由此，通过紧固用具48A将牺牲电极单元42连结于喷嘴35，通过紧固用具49A将牺牲电极单元42连结于配管33。最后，在线缆安装部46连接线缆47。

根据以上的说明可知，根据该实施方式，通过使用将配管与牺牲电极单元22、42连结成拆装自如的第一管接头23、43及第二管接头24、44，从而牺牲电极单元22、42甚至牺牲电极22c、42c的更换容易。配管13、33由绝缘材料形成，不会被电解液腐蚀，牺牲电极单元22、42的更换更加容易。

根据该实施方式，第一管接头23或43通过来自外部的操作而将喷嘴15(或14)或35(或34)与牺牲电极单元22或42连结，并通过来自外部的操作而解除该连结。第二管接头24或44通过来自外部的操作而将配管13或33与牺牲电极单元22或42连结，并通过来自外部的操作而解除该连结。因此，能够抑制电解液L对管接头23、24、43、44的腐蚀引起的劣化，并抑制与之相伴的管接头23、24、43、44的操作性的下降，由此，牺牲电极22c、42c的更换容易。

根据该实施方式，配管13、33由透明或半透明的材料形成，因此从配管13、33的外侧能够目视确认插入于配管13、33的牺牲电极22c、42c的状态。即，通过目视能够容易地确认牺牲电极22c、42c的损耗状况，因此牺牲电极22c、42c的更换计划的制定变得容易。而且，能够抑制牺牲电极22c、42c的超出设想的损耗引起的电解装置1的腐蚀或破损。

图6示出本发明的变形例的牺牲电极的安装结构60。牺牲电极的安装结构60是设于电解液供给路10的牺牲电极的安装结构20的变形。

在该牺牲电极的安装结构60中，未设置线缆安装部25、26及线缆27。而且，未设置间隔件21a、21b，牺牲电极单元22的凸缘部22b的端面与喷嘴15的头部15b的端面直接接触，凸缘部22b与第一管接头23的端壁部23b直接接触。

在该变形例中，牺牲电极单元22与由导电材料形成的喷嘴15接触。然而，由于接触界面为平面，因此即使界面及其附近发生腐蚀，也容易将牺牲电极单元22从喷嘴15拆卸。

在该变形例中，第一管接头23优选由绝缘材料形成。通过第一管接头23由绝缘材料形成，即使牺牲电极单元22发生腐蚀，也容易将牺牲电极单元22从喷嘴15拆卸。

与该变形例同样，在图5所示的牺牲电极的安装结构40中，可以不设置线缆安装部45、46及线缆47而使得牺牲电极单元42的端面与喷嘴35的端面直接接触。这种情况下，接触界面也是平面，因此即使界面及其附近发生腐蚀，也容易将牺牲电极单元42从喷嘴35拆卸。

在图6所示的变形例中，牺牲电极22c是同轴地接合于轴部22a的配管13侧的端部的圆筒状的构件。牺牲电极22c的外径及内径与轴部22a的外径及内径大致相等。牺牲电极22c的长度比轴部22a的长度小。

在该变形例中，取代第二管接头24而设有第二管接头64。第二管接头64是在内周面形成有内螺纹的螺母。在配管13的端部的外周面形成有与第二管接头64的内螺纹啮合的外螺纹。

包含牺牲电极22c的牺牲电极单元22的端部插入于配管13的端部。第二管接头64配置在配管13的端部的周围，通过第二管接头64的内螺纹与配管13的外螺纹的啮合，使配管13的端部沿半径方向缩小而固定于牺牲电极单元22。即，第二管接头64作为紧固用具发挥功能。

以上，说明了本发明的实施方式及变形例，但是上述的说明没有限定本发明，可考虑在本发明的技术范围中包含结构要素的删除、追加、置换的各种变形例。

例如，在上述的实施方式及变形例中，图3或图6所示的牺牲电极的安装结构20或60设置在电解液供给侧，图5所示的牺牲电极的安装结构40设置在电解液排出侧。然而，也可以在电解液供给侧设置牺牲电极的安装结构40，也可以在电解液排出侧设置牺牲电极的安装结构20或60。

在上述的实施方式中，在电解液供给侧和排出侧这双方设置牺牲电极的安装结构，但可以仅在电解液供给侧或电解液排出侧设置牺牲电极的安装结构。

在上述的实施方式及变形例中，在电解液路径分别设置两个牺牲电极的安装结构20、40或60。具体而言，各电解液路径中的一个牺牲电极的安装结构20、40或60的第一配管15或35与电解槽3连结或一体设置，各电解液路径中的另一个牺牲电极的安装结构20、40或60的第一配管14或34与歧管4或5连结或一体设置。然而，在各电解液路径中，也可以将一个牺牲电极的安装结构20、40或60仅设置在电解槽3侧或者歧管4或5侧。

在上述的实施方式及变形例中，如图3及图6所示，喷嘴15、牺牲电极单元22及配管13为直线状且相互同轴。而且，如图5所示，喷嘴35、牺牲电极单元42及配管33为直线状且相互同轴。然而，也可以是上述构件的任一个或全部局部性地弯曲，还可以是上述构件的任一个相对于其他的构件偏心。尤其是在上述的实施方式及变形例中，配管13、配管33、连接管41由挠性材料形成，因此实际上可以局部性地弯曲。

各构件的材料只要不脱离本发明的范围，就可以由上述的材料以外的材料形成。

附图标记说明

L 电解液

1 电解装置

3 电解槽

4 电解液供给歧管

5 电解液排出歧管

10 电解液供给路

13、33 配管(第二配管)

14、15、34、35 喷嘴(第一配管)

15a 轴部

15b 头部

20、40、60 牺牲电极的安装结构

21a、21b 间隔件

22、42 牺牲电极单元

22a 轴部

22b 凸缘部

22c、42c 牺牲电极

23、43 第一管接头

23a 主壁部

23b 端壁部

23c 贯通孔

24、44、64 第二管接头

24a 连接管

24b、24c 套圈

24d、24e 螺母

25、26、45、46 线缆安装部

27、47 线缆

30 电解液排出路

41 连接管

42a 轴部主体

48、49A 紧固用具

48a、49a 环状构件

48b、49b 锁定机构

Claims (13)

1.一种牺牲电极的安装结构，其是与电解液接触的牺牲电极的安装结构，其中，所述牺牲电极的安装结构具备：

第一配管，其供电解液流通；

第二配管，其由绝缘材料形成，并供所述电解液流通；

筒状的牺牲电极单元，其配置在所述第一配管与所述第二配管之间以供所述电解液流通，且设有与所述电解液接触的牺牲电极；

第一管接头，其将所述第一配管与所述牺牲电极单元连结成液密且拆装自如；以及

第二管接头，其将所述第二配管与所述牺牲电极单元连结成液密且拆装自如。

2.根据权利要求1所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述第二配管由能够从外部目视确认所述牺牲电极的材料构成。

3.根据权利要求1或2所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述牺牲电极单元的整体为所述牺牲电极。

4.根据权利要求1或2所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述第一配管由导电性材料形成，所述牺牲电极单元与所述第一配管分离。

5.根据权利要求4所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述牺牲电极的安装结构还具备由绝缘材料形成的间隔件，该间隔件由所述第一管接头包围，且夹设在所述牺牲电极单元与所述第一配管之间。

6.根据权利要求4所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述牺牲电极单元与所述第一配管通过由导电材料形成的线缆而电连接。

7.根据权利要求1或2所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述第一配管由钛或钛合金形成。

8.根据权利要求1或2所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述牺牲电极单元具备：轴部；和形成在所述轴部的端部的、向半径方向外侧扩展的凸缘部，

所述第一管接头具备：筒状的主壁部；和处于所述主壁部的端部并向半径方向内侧突出的端壁部，

在所述主壁部的内周面形成有内螺纹，

在所述第一配管的端部形成有外螺纹，

在所述端壁部形成有贯通孔，

所述牺牲电极单元的所述轴部插入于所述端壁部的贯通孔，

所述牺牲电极单元的所述凸缘部配置在所述主壁部的内部，

所述第一配管的端部的外螺纹与所述主壁部的所述内螺纹螺合。

9.根据权利要求1或2所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述第一管接头具备：

连接管，其具有挠性且由绝缘材料形成，所述第一配管及所述牺牲电极单元以相互隔有间隔的状态插入该连接管中；以及

紧固用具，其配置在所述连接管的周围，使所述连接管沿半径方向缩小而将该连接管固定于所述第一配管及所述牺牲电极单元。

10.根据权利要求1或2所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述第二配管由挠性材料形成，

所述牺牲电极单元的一部分插入于所述第二配管。

11.根据权利要求10所述的牺牲电极的安装结构，其中，

所述第二管接头具备紧固用具，该紧固用具配置在所述第二配管的周围，使所述第二配管沿半径方向缩小而将该第二配管固定于所述牺牲电极单元。

12.一种电解装置，其中，

所述电解装置具备对所述电解液进行电解的电解槽，权利要求1～10中任一项所述的牺牲电极的安装结构中的所述第一配管与所述电解槽连结或一体设置。

13.一种电解装置，其中，具备：

对所述电解液进行电解的电解槽；以及

与所述电解槽连接的多个电解液路径，

在所述电解液路径设有一个以上的权利要求1～10中任一项所述的牺牲电极的安装结构。

Images