JP2001506314A - ハロゲン・ガス製造用の電気分解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 陽極および陰極を分離壁で互いに切り離し、金属性の補強部により付属するハウジングの後壁にそれぞれ導電接続し、少なくとも一つのハウジングの後壁に外側接触帯板を有する導電性材料の二つの二分割シェルから成るハウジングをそれぞれ有し、スタック内に並べて配置され、電気的に接触している多数の板状の電解槽を用いて、水性のアルカリハロゲン化物の溶液からハロゲン・ガスを形成する電気分解装置にあって、不均一な電流分布を防止するため、電流の通過する面をできる限り広くすべきである。これは、金属性の補強部を接触帯板（７）に高さを揃えた一体板（１０）として形成し、一体板の横縁部分（１０Ａ，１０Ｂ）が後壁（３Ａ，４Ａ）および陽極（８）または陰極（９）の高さにわたり後壁（３Ａ，４Ａ）および陽極（８）または陰極（９）に接触していることにより達成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 ハロゲン・ガス製造用の電気分解装置 この発明は、ハウジングが電解槽の電流および電解質導入材料を導入する装置 と、電解槽の電流および電解質生成物を排出する装置と、ほぼ平坦な陽極および 陰極とを備え、これ等の陽極および陰極を分離壁で互いに切り離して平行に配置 し、金属補強部により付属するハウジングの後壁にそれぞれ導電的に接続させ、 少なくとも一つのハウジングの後壁の外側に接触帯板を有する導電材料の二つの 二分割シェルから成るハウジングをそれぞれ有し、スタック内に互いに並べて配 置され、電気的に接触している多数の板状の電解槽を用いて、水性のアルカリハ ロゲン化物の溶液からハロゲン・ガスを作製する電気分解装置に関する。 更に、この発明は、先ず必要な装置と、陰極および陽極と、分離壁とを中間接 続し、金属補強部によりこれ等の部材を固定して各ハウジングをそれぞれ二つの 二分割シェルで形成し、陽極とハウジングあるいは陰極とハウジングを重ねて導 電的に固定して個々の電解槽を作製し、次いでそのようにして作製した板状の電 解槽をスタック内に隣接させて導電的に配置し、接触を持続的にするため、スタ ック内で互いに挟持してそのような電気分解装置を作製するのに有利な方法にも 関する。 電解槽の電流はスタックの外側電解槽で電解槽スタックに導入され、この電流 は電解槽スタックを板状の電解槽の中間面に対してほぼ垂直な方向に通過し、ス タックの他の外側電解槽のところで流れ出る。中間面に関して電解槽の電流は少 なくとも４kA/m²の電流密度の平均値になる。 このような電気分解装置は本出願人の欧州特許第0 189 535号明細書により周 知である。この周知の電気分解装置では、陽極または陰極が筋かい構造に似た金 属の補強部を介して二分割ハウジングの各後壁に接続している。陽極あるいは陰 極の二分割シェルの後側には、同じ構造の電解槽に電気接触するためそれぞれ一 つの接触帯板が取り付けてある。電流は接触帯板を経由し、後壁を通り、筋かい 構造に似た金属補強部の中に流入し、そしてそこから金属の接点、つまり補強部 と陽極の接点から出て陽極の上に分布する。電流が膜を貫通した後、陰極で捕捉 され、筋かい構造に似た補強部を経由して陰極側の後壁に流入し、次いで再び接 触帯板へ、そしてそこから次の電解槽に入る。この場合、導電性の部品の接続は 点溶接で行われている。これ等の溶接点では、電解槽の電流が束になってピーク 電流密度を与える。 この周知の電気分解装置では、取り分け、電流が筋かい構造に似た補強部と陰 極の後壁の間の金属接続から出て接触帯板に点状に導入されるため、電流が接触 帯板の全面を流れないことが難点となる。しかし、接触帯板の電流の流れる面が 減少する共に、電流を流すのに必要な電圧、所謂接触電圧が上昇する。電解生成 物を作製するのに必要な臨界電力需要は電圧と共に直線状に上昇するので、製造 コストが増加する。 この周知の電気分解装置の他の難点は、後壁と電極を互いに接続する筋かい構 造に似た補強部が、可撓性のために後壁と電極の間で垂直に配置されず、これが 電流通路を長くし、そのために電解槽電圧の上昇も招く点にある。更に、電流は 筋かい構造に似た補強部から電極にただ点状に流入し、これが一方で不均一な電 流分布を与え、他方で電解槽電圧の上昇を与える。更に、電極上の不均一な電流 分布は電解質の不均一な変化を与え、電流効率を低減し、膜の寿命を短くする。 この発明の課題は、電極や接触帯板へ電流を点状にのみ導入すること、および 不均一な電流分布を防止するため、電流の流れる面ができる限り広くなる電気分 解装置を提供することにある。 上記の課題は、この発明により、冒頭に述べた種類の電気分解装置にあって、 金属性の補強部を接触帯板に高さを揃えた一体板として形成し、一体板の横縁部 分が後壁と陽極または陰極の高さにわたり後壁と陽極または陰極に接触している 。ことにより解決されている。 この発明による電気分解装置の構成により、不均一な電流通過面が大幅に低減 される。そして、電流は点状にだけでなく、中実面の電極や接触帯板に導入され る。補強部の一体板は各後壁と各電極の間に垂直に配置されているので、電流通 路それ自体は短い。この構成により必要な電解槽電圧は従来の電気分解装置に比 べて著しく低くなる。 陰極は、鉄、コバルト、ニッケルあるいはクロム、もしくはそれ等の合金から 成り、陽極はチタン、ニオブあるいはタンタル、もしくはそれ等の金属の合金あ るいは金属セラミックまたは酸化物セラミック材料から成る。更に、電極は触媒 作用のある被覆物が付けてあると好ましい。その場合、電極に主に開口（ルーバ ー状の貫通穴を持つ穴板、延ばした金属、格子細工、あるいは薄板）があるので 、電解槽内のそれ等の開口の配置により電解時に生じるガスを電解槽の後の空間 に簡単に入れることができる。このガス排気により、電極間の電解質ができる限 り少ない気泡を含み、それ故に最大の導電度となる。 分離壁、所謂膜は好ましくはイオン交換膜である。この膜は一般にポリテトラ フロールエチレンあるいはその誘導体およびパーフロールエーテルスルフォン酸 および／またはパーフロールビニールカルボン酸の共重合体から成る。この膜は 電解質生成物を溶かさず、アルカリ金属イオンに対するその選択透過性のため流 れを与える。更に、分離壁として隔壁も考えられる。この隔壁は微細孔の分離壁 で、ガスの混合を防止し、陽極室と陰極室の間の電解質の接続を行うので、流れ を与える。 金属補強部を形成する一体板は中実面に形成されているか、開口もしくはスリ ットを備えている。 電解質を最適に入れるため、電解質を半分割シェルに供給できる入口分配器を 設けると有利である。この入口分配器は、半分割シェルの各セグメントに入口分 配器の少なくとも一つの開口を経由して新鮮な電解質を供給でき、入口分配器中 の開口の面の総和が入口分配器の横断面積より小さいかあるいは等しいように設 計されていると有利である。 陽極あるいは陰極を一体板に導電性の二重接合で組み込み状態に継ぎ合わせる 特に有利である。面平行な接触帯板は、後壁とその下にある一体板に導電性の金 属三重接合により組み込み状態で継ぎ合わせると特に有利である。 この代わりに、後壁の各々を一体板に導電性の金属二重接合により組み込み状 態で継ぎ合わせ、その場合、好ましくは接触帯板を肉盛溶接で後壁に形成しても よい。 二重接合あるいは三重接合を組み込み状態で継ぎ合わせることにより、一方で 一体板と後壁の間の継ぎ合わせ面、および他方で後壁と接触帯板の間あるいは一 体板との間の継ぎ合わせ面が省ける。電解槽の電流は継ぎ合わせ面内で生じる表 面接触電気抵抗を越える必要はない。 驚くことには、組み込み継ぎ合わせた三重接合の他の利点が確認されている。 三重接合は二分割シェルの後壁の剛性を高める。電解槽の後壁の間でスタック内 のプレストレスや電解質の流れも伝達され、両者は同時に隣の電解槽の後壁の各 接触帯板を介して直接伝達されるので、接触帯板はプレストレスの作用の下で平 坦になっている必要がある。従って、隣の接触帯板の間でできる限り中実な面の 電流の流れが生じる。この三重接合のより高い曲げ強度はスタック内の個々の電 解槽の間の接触電気抵抗を下げる。 陽極の二分割シェルはハロゲンと塩溶液に対して安定な材料で形成されている と有利であるが、陰極の二分割シェルは苛性アルカリ溶液に対して安定な材料で 形成されていても有利である。 前記電気分解装置を作製する同類の方法は、この発明により、一体板として形 成された補強部を各後壁や陽極または陰極に導電金属接続することを還元性の焼 結法により、あるいは溶接法により形成する点で優れている。 還元性の焼結法を採用すれば、実質上酸化金属、例えばＮｉＯと有機バインダ ーから成る接着剤を使用する。この接着剤を一体板の上と一体板を接続すべき部 品、例えば後壁の上に塗布し、両方の部品を保持装置で一緒に押圧する。有機バ インダーが硬化した後、接着剤の酸化物を還元性雰囲気（例えばＨ₂,ＣＯ等）内 で高温還元焼結する。 溶接法を採用するなら、好ましくはレーザービーム溶接法を使用する。この場 合、レーザービームを溶接方向に垂直に分極させると、接続幅に対する表面のビ ーズ荒れ幅をの比を著し低減させると特に有利である。 特別なビーム形成により同時に選択可能な値だけずらした二つまたはそれ以上 の焦点を同時に発生させるように、鏡光学系によりレーザービームを形成すると 有利である。 更に、高い周期で動作するスキャン駆動部、好ましくは圧電石英によりレーザ ービームを選択可能な値だけ溶接方向に垂直に走査すると有利である。 以下、図面に基づきこの発明を例示系に詳しく説明する。ここに示すのは、 図１，隣り合わせに並べた電気分解装置の電解槽の断面図、 図２，図１の一部の斜視図、 図３Ａ〜３Ｄ，一体板として形成された補強部の種々の構成、 図３Ａ〜４Ｃ，接触帯板、ハウジング後壁および一体板の間の金属三重接合の 種々の構成の拡大詳細図、 である。 符号１を付けた水性のハロゲン化物からハロゲン・ガスを作製する共通の電気 分解装置には、スタック内に隣接配置され、電気接触している多数の板状電解槽 ２がある。このうちのそのような二つの電解槽２を図に並べて配置して示す。こ れ等の電解槽２の各々には二つの二分割シェル３，４から成るハウジングがある 。このハウジングにはフランジ状の縁部分が設けてあり、これ等の縁部分の間に はパッキング５でそれぞれ一つの分離壁（膜）６が挟持されている。膜６の挟持 は、場合によっては、他の方法でも行える。 各電解槽２のハウジングの後壁４Ａの深さ全体にわたり、多数の接触帯板７が 互いに平行に配置されている。これ等の接触帯板は、溶接等で、後でもっと詳し く説明するように、当該ハウジングの後壁４Ａの外側に固定ないしは装着されて いる。これ等の接触帯板７は隣の電解槽２，つまり当該ハウジングの後壁３Ａに 電気接触する。この後壁には本来の接触帯板は設けてない。 各ハウジング３，４の内部には、それぞれ膜６に隣接して平坦な陽極８と平坦 な陰極９が設けてある。陽極８または陰極９はそれぞれ接触帯板７に揃えて配置 された補強部に連結している。これ等の補強部は一体板１０として形成されてい る。これ等の一体板１０は好ましくは横縁部分１０Ａの全体に沿って陽極８また は陰極９に金属導電性に固定されている。電解質の初期材料の導入と電解生成物 の排出を可能にするため、一体板１０は横縁部分１０Ａから始まり隣の横縁部分 １０Ｂまでその幅にわたり先細になり、そこでは接触帯板７の高さに相当する高 さを有する。これに応じて、一体板はその横縁部分１０Ｂで接触帯板７の高さ全 体にわたりこの接触帯板７に対向するハウジングの後壁３Ａまたは４Ａの後側に 固定されている。 電解生成物を導入するため、適当な装置が各電解槽２に設けてある。そのよう な装置に符号１１が付けてある。同様に、各電解槽にも電解生成物を排出する装 置が設けてあるが、これは図示しない。 電極（陽極８と陰極９）は、電解導入物あるいは生成物が自由に通過もしくは 貫通できるように形成されている。このため、図２にからも分かるように、適当 なスリット８Ａ等が設けてある。多数の板状の電解槽２を連続的に並べることは 枠組み、所謂電解槽枠内で行われる。板状の電解槽は電解槽枠の二つの上部縦担 持体の間で、板面が縦担持体の軸に垂直になるように懸架される。板状の電解槽 ２がその重量を縦担持体の上部ブランジへ伝えるように、電解槽は各側部の上板 角に片持ち梁状のホルダーを有する。 このホルダーは板面の方向に水平に延びていて、フランジの境界を越えて突出 する。この枠に懸架される板状の電解槽では、片持ち梁式のホルダーの下角部分 が上部フランジの上に載る。 板状の電解槽２は槽フレーム内の懸垂ケースのファイルと同じようにぶら下が っている。槽フレームでは電解槽の板面が、あたかも積層しているように、機械 的および電気的に接触している。この構造の電解槽は懸垂積層構造の電解槽と呼 ばれている。 周知の挟持装置により懸垂スタック構造内に多数の電解槽２を並べて配置する ことにより、電解槽２は接触帯板７を介してスタック内のそれぞれ隣接する電解 槽に導電接続している。接触帯板７から電流は二分割シェルを通過し一体板１０ を経由して陽極８に流れる。膜６を通過した後、電流を陰極９で受け止め、一体 板１０を経由して他の二分割シェルあるいは後壁の中に流れ、そこで次の電解槽 の接触帯板７に入る。このようにして、電解槽の電流は電解槽の全スタックを貫 通し、一方の外部電解槽に導入され、他方の外部電解槽から排出される。 図２に示す電解槽の断面には、二分割シェル４のハウジングの後壁４Ａの断面 が示してある。この後壁にはＵ字状の接触帯板７が固定されている。後ろ側で接 触帯板７に揃えて、一体板１０がハウジングの後壁４Ａに固定されていて、この 一体板がＵ字状の外形の接触帯板７の中心にあることが良く分かる。これを図４ Ａ〜４Ｃに関連して以下に更に詳しく説明する。一体板１０の他の横縁部分では 一体板１０が陽極８に固定されている。この陽極は一体板１０の接続部のところ で中実面に形成されているが、この領域に隣接して電解導入物と排出物を通すた めスリット８Ａが設けてある。同様に、各一体板１０と陰極９の間に接続部も形 成されている。 図３Ａ〜３Ｄから分かるように、一体板１０には種々の形状がある。図３Ａの 実施例では、一体板１０は中実面で形成されている。この場合、二つの横縁部分 １０Ａと１０Ｂのみが上記の理由から異なった長さになっている。 図３Ｂの実施例では、一体板１０にスリット１３がある。図３Ｃの側面図に一 体板１０が示してある図３Ｄの実施例にもスリットがある。これ等のスリットは 角度を付けた打抜穴１５で形成されている。 図２に関連して既に示したように、電極（陽極８あるいは陰極９）の間の接続 部を経由し一体板１０を介してハウジングの後壁３Ａまたは４Ａへ電流の流れに 対して最大の横断面となる。何故なら、この面は原理的に全長にわたりハウジン グの後壁にも各電極８または９にも金属接続している。更に、一体板１０がハウ ジングの後壁３Ａまたは４Ａと電極８または９との間の垂直な接続部となるので 、電流通路は最短になる。 一体板１０と電極８または９，あるいはハウジングの後壁３Ａまたは４Ａとの 接続は、電流の流れに対して余分な表面接触抵抗を形成する継ぎ目面が生じない ように設計されていると有利である。それ故、接続すべき部品の間に、好ましく はレーザービーム溶接法で金属性の二重接合あるいは三重接合を形成すると有利 である。もっとも、例えば抵抗溶接のような通常の溶接法も基本的には採用でき る。更に、還元性の焼結法も可能である。溶接接続は、場合によっては、溶接処 理時にできる限り少ない熱導入と、それに伴う最短の遅延を保証するため、点状 に行ってもよい。更に、個別電解槽の高さ全体にわたり溶接接続を行うこともで きる。その場合、通しの接続が好ましい。何故なら、これにより電流分布が最適 になり、接触抵抗が最小になり、従って電解槽電圧が最小になるからである。 レーザー溶接法での三重接合の種々の実施例を図４Ａ〜４Ｃに示す。この図面 にはそれぞれ一つの接触帯板７，ハウジングの後壁４Ａの一部および一体板の横 縁部１０Ｂが示してある。 図４Ａの実施例は、Ｐ＝２KWの輻射出力時にビーム特性値Ｋ＝0.5のレーザ ービーム源と、集束特性値Ｆ＝10の集束光学系とを用いたレーザー溶接を示す。 生じた溶接継ぎ目１６は顕著なゴブレット（足付きグラス）の形状が生じる。接 続幅に対する上部の溶接傷幅の典型的な比が2.5となる。 同じ輻射出力と同じ集束特性数のレーザービームを用いるが、特にＫ＝0.8の 高いビーム特性数を用いて、図４Ａの実線に示す溶接継ぎ目１６’が得られる。 この場合、接続幅に対する上部の溶接傷幅の比は2.0になった。しかし、この望 ましい比は、槽の遅れが小さい場合、一体板１０と後壁４Ａの間の殆ど25％だけ 小さい接続幅の代償を払った。 図４Ｂの実施例では、図４Ａの実施例の場合と同じビーム輻射源と集束光学系 を用いているが、溶接方向に垂直に分極したレーザービームを使用して紺ぎ目の 形状が得られた。その結果、継ぎ目側面に作用するブルースター効果により増幅 されたビーム導入の結果、著しい継ぎ目の広がりが生じた。この継ぎ目には符号 １６’が付けてある。ここでは、接続幅に対する上部溶接傷幅の比は約1.6にな る。この場合、継ぎ目の体積は図４Ａの溶接の時と同じ程度であったが、接続幅 は殆ど25％だけ広くなっている。 接続幅に対する上部溶接傷幅の比が1.5の特に望ましい値は図４Ｃの溶接接続 部を示す。ここでは、これに符号１６”’が付けてある。この場合、接続幅は図 ４Ａの溶接接続部の場合より５０％だけ広い。ここに示す溶接形状１６”’は図 ４Ｂの溶接接続部の場合と同じレーザービーム源による特別なビーム形状により 得られた。この場合、レーザービームは、約0.5mmだけずれた二つの焦点が同時 に発生するように特別な鏡光学系で形成された。このような継ぎ目形状は、集束 鏡を、例えば0.5mmの振幅で高周波走査しても実現できる。 これ等の図には、下部領域に電解質入口を持つ電解槽２の構成を詳しく示して いない。電解質の入りは、点状にも、また所謂入口分配器でも行える。入口分配 器は開口を持つ円管を部材の中に配置するように構成されている。二分割シェル は後壁３Ａまたは４Ａと電極８，９の間の接続を与える一体板１０により分割さ れているので、二分割シェル３，４に入口分配器が装備されているなら、最適な 濃度分布となる。その場合、二分割シェルの中に配置されている入口分配器の長 さは二分割シェルの幅に一致し、各セグメントには入口分配器の少なくとも一つ の開口を経由してそれぞれ電解質が供給される。入口分配器の開口の横断面の総 和は分配器の円管の内部断面積より小さいか等しくなるべきである。 図１から分かるように、両方の二分割シェル３，４のフランジ領域にはボルト 止めされたフランジが装備されている。このように形成された電解槽は、図示し ていない電解槽枠組内に懸架されているか、装着されている。電解槽枠組での懸 架あるいは装着はフランジのところにある図示していない保持装置により行われ る。電気分解装置１は個々の電解槽で構成されているか、好ましくは懸垂スタッ ク構造の多数の電解槽２を重ねて形成される。多数の個別電解槽を懸垂スタック 原理で押し付けると、挟持装置を閉ざす前に、個々の電解槽を面平行に向ける必 要がある。何故なら、そうでなければ、流れを個別電解槽から次の電解槽に全て の接触帯板７を介して行うからである。電解槽を電解槽枠組に懸架するか装着し た後に平行に揃えるため、空の状態で通常、約210kgの重い部材を簡単に動かせ ることが必要である。この条件を満たすには、図示していない保持部あるいは電 解槽フレームと電解槽枠組にある載置面に付属する被覆物をつける。部材のフラ ンジ枠にある保持部に、例えばＰＥ，ＰＰ，ＰＶＣ，ＰＦＡ，ＦＥＰ，Ｅ／ＴＦ Ｅ，ＰＶＤＦあるいはＰＴＦＥの合成物質を裏打ちする。これに対して、電解槽 枠組の載置面もこれ等の合成物質の一つで被覆する。その場合、この合成物質は ただ載せるだけで、溝を通しての案内し、接着、溶着あるいはネジ止めする。た だ、大切なことは合成物質の被覆を固定するこにある。合成物質の二つの面が接 触することにより、枠組内にある個別部材が簡単に移動でき、余計な持上装置も しくは移動装置なしにこれ等の部材を手で平行に向けることができる。挟持装置 を閉ざすと、これ等の部材は電解槽枠組内で容易に移動するので、後壁全体にわ たり面状に付着し、これは一様な電流分布の前提条件である。更に、電解槽はこ うして電解槽枠組に対して電気絶縁される。

【手続補正書】特許法第１８４条の４第４項 【提出日】平成１０年１月５日（１９９８．１．５） 【補正内容】 請求の範囲 1. ハウジングが電解槽の電流および電解質導入材料を導入する装置と、電解槽 の電流および電解質生成物を排出する装置と、ほぼ平坦な陽極および陰極と を備え、これ等の陽極および陰極を分離壁で互いに切り離して平行に配置し 、金属補強部によりハウジングの付属する後壁にそれぞれ導電接続させ、金 属性の補強部を接触帯板（７）の高さに揃えた一体板（１０）として形成し 、一体板の横縁部分（１０Ａ，１０Ｂ）が後壁（３Ａ，４Ａ）および陽極（ ８）または陰極（９）の高さにわたり後壁（３Ａ，４Ａ）および陽極（８） または陰極（９）に接触し、少なくとも一つのハウジングの後壁の外側に接 触帯板を有する導電材料の二つの二分割シェルから成るハウジングをそれぞ れ有し、スタック内に互いに並べて配置され、電気的に接触している多数の 板状の電解槽を用いて、水性のアルカリハロゲン化物の溶液からハロゲン・ ガスを作製する電気分解装置において、 一体板（１０）がその長さにわたり陽極（８）または陰極（９）に、そし て各後壁（４Ａ）にそれぞれ導電性の二重接合により継ぎ合わされているこ とを特徴とする電気分解装置。 2. 一体板（１０）は後壁（４Ａ）と導電的な継ぎ合わせの外にその下にある接 触帯板（７）のそれぞれにも組み込み状態で、つまり導電性の金属三重接合 により継ぎ合わされていることことを特徴とする請求項１に記載の電気分解 装置。 3. 接触帯板（７）は肉盛溶接により後壁（４Ａ）に形成されていることを特徴 とする請求項１に記載の電気分解装置。 4. 一体板（１０）は中実面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の 何れか１項に記載の電気分解装置。 5. 一体板（１０）には開口またはスリット（１３，１４，１５）が設けてある ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電気分解装置。 6. 電解液を二分割シェル（３，４）に供給する入口分配器が設けてあることを 特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電気分解装置。 7. 入口分配器は、二分割シェル（３，４）の各セグメントに入口分配器の少な くとも一つの開口を経由して新鮮な電解液を供給し、入口分配器の開口の面 の総和が入口分配器の横断面積より狭いか等しいように設計されていること を特徴とする請求項６に記載の電気分解装置。 8. 陽極の二分割シェル（４）はハロゲンと塩溶液に対して安定な材料で形成さ れていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電気分解装置 。 9. 陰極の二分割シェル（３）は苛性アルカリ溶液に対して安定な材料で形成さ れていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電気分解装置 。 10．先ず必要な装置と、陰極および陽極と、分離壁とを中間接続し、一体板とし て形成された金属補強部によりこれ等の部材を固定して各ハウジングをそれ ぞれ二つの二分割シェルで形成し、陽極とハウジング、あるいは陰極とハウ ジングを重ねて導電的に固定して個々の電解槽を作製し、次いでそのように して作製した板状の電解槽をスタック内に隣接させて導電的に配置し、接触 を持続的にするため、スタック内で互いに挟持して請求項１〜９の何れか１ 項による電気分解装置を作製する方法において、 還元性の焼結法によりあるいは溶接法により一体板として形成された補強 部を各後壁と陽極または陰極へ導電性の金属接続を行うことを特徴とする方 法。 11．レーザービーム溶接法を使用することを特徴とする請求項１０に記載の方法 。 12．レーザービーム溶接法では、接続幅に対する上部溶接傷幅の比を著しく低減 するため、レーザービームを溶接方向に垂直に分極させることを特徴とする 請求項１１に記載の方法。 13．特別なビーム形成により選択可能な値だけずれた二つまたはそれ以上の焦点 が同時に生じるようにレーザービームを鏡光学系で形成することを特徴とす る請求項１１または１２に記載の方法。 14．高周波で動作する走査駆動部、好ましくは圧電石英によりレーザービームを 選択可能な値だけ溶接方向に垂直に走査することを特徴とする請求項１０〜 １３の何れか１項に記載の方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年９月８日（１９９８．９．８） 【補正内容】 請求の範囲 1. ハウジングが電解槽の電流および電解質導入材料を導入する装置と、電解槽 の電流および電解質生成物を排出する装置と、ほぼ平坦な陽極および陰極と を備え、これ等の陽極および陰極を分離壁で互いに切り離して平行に配置し 、金属補強部によりハウジングの付属する後壁にそれぞれ導電的に接続させ 、金属性の補強部を接触帯板（７）の高さに揃えた一体板（１０）として形 成し、一体板の横縁部分（１０Ａ，１０Ｂ）が後壁（３Ａ，４Ａ）および陽 極（８）または陰極（９）の高さにわたり後壁（３Ａ，４Ａ）および陽極（ ８）または陰極（９）に接触し、少なくとも一つのハウジングの後壁の外側 に接触帯板を有する導電材料の二つの二分割シェルから成るハウジングをそ れぞれ有し、スタック内に互いに並べて配置され、電気接触している多数の 板状の電解槽を用いて、水性のアルカリハロゲン化物の溶液からハロゲン・ ガスを作製する電気分解装置において、 接触帯板（７）が横断面でＵ字状に形成され、それぞれＵ字一体板で後壁 （４Ａ）に接触し、Ｕ字一体板の中間領域で高さ全体にわたり後壁（４Ａ） と各一体板（１０）に導電性の三重接合で継ぎ合わせてあり、三重接合の領 域がＵ字一体板から横断面で足付きグラスの形状に内向きに延びていること を特徴とする電気分解装置。 2. 一体板（１０）は高さ全体にわたり陽極または陰極に導電接続していること を特徴とする請求項１に記載の電気分解装置。 3. 一体板（１０）は中実面に形成されていることを特徴とする請求項１または ２に記載の電気分解装置。 4. 一体板（１０）には開口またはスリット（１３，１４，１５）が設けてある ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電気分解装置。 5. 電解液を二分割シェル（３，４）に供給する入口分配器が設けてあることを 特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気分解装置。 6. 入口分配器は、二分割シェル（３，４）の各セグメントに入口分配器の少な くとも一つの開口を経由して新鮮な電解液を供給し、入口分配器の開口の面 の総和が入口分配器の横断面積より狭いか等しいように設計されていること を特徴とする請求項５に記載の電気分解装置。 7. 必要な装置と、陰極および陽極と、分離壁とを中間接続し、一体板として形 成された金属補強部によりこれ等の部材を固定して各ハウジングをそれぞれ 二つの二分割シェルで形成し、陽極とハウジング、あるいは陰極とハウジン グを重ねて導電的に固定している請求項１〜６の何れか１項による電気分解 装置に対する電解槽を作製する方法において、 還元性の焼結法によりあるいは溶接法により一体板として形成された補強 部を各後壁と陽極または陰極へ導電性の金属接続を行うことを特徴とする方 法。 8. レーザービーム溶接法を使用することを特徴とする請求項７に記載の方法。 9. レーザービーム溶接法では、接続幅に対する上部溶接傷幅の比を著しく低減 するため、レーザービームを溶接方向に垂直に分極させることを特徴とする 請求項８に記載の方法。 10．特別なビーム形成により選択可能な値だけずれた二つまたはそれ以上の焦点 が同時に生じるようにレーザービームを鏡光学系で形成することを特徴とす る請求項８または９に記載の方法。 11．高周波で動作する走査駆動部、好ましくは圧電石英によりレーザービームを 選択可能な値だけ溶接方向に垂直に走査することを特徴とする請求項８また は９に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲーグナー・ユルゲン ドイツ連邦共和国、Ｄ―44287 ドルトム ント、フィッシュベッケ、12 (72)発明者 ヴォルニィ・マルティン ドイツ連邦共和国、Ｄ―58455 ヴィッテ ン、ブリュックストラーセ、19

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. ハウジングが電解槽の電流および電解質導入材料を導入する装置と、電解槽 の電流および電解質生成物を排出する装置と、ほぼ平坦な陽極および陰極と を備え、これ等の陽極および陰極を分離壁で互いに切り離して平行に配置し 、金属補強部によりハウジングの付属する後壁にそれぞれ導電的に接続させ 、少なくとも一つのハウジングの後壁の外側に接触帯板を有する導電材料の 二つの二分割シェルから成るハウジングをそれぞれ有し、スタック内に互い に並べて配置され、電気的に接触している多数の板状の電解槽を用いて、水 性のアルカリハロゲン化物の溶液からハロゲン・ガスを作製する電気分解装 置において、 金属性の補強部を接触帯板（７）の高さに揃えた一体板（１０）として形 成し、一体板の横縁部分（１０Ａ，１０Ｂ）が後壁（３Ａ，４Ａ）および陽 極（８）または陰極（９）の高さにわたり後壁（３Ａ，４Ａ）および陽極（ ８）または陰極（９）に接触していることを特徴とする電気分解装置。 2. 一体板（１０）は中実面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載 の電気分解装置。 3. 一体板（１０）には開口またはスリット（１３，１４，１５）が設けてある ことを特徴とする請求項１に記載の電気分解装置。 4. 電解液を二分割シェル（３，４）に供給する入口分配器が設けてあることを 特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電気分解装置。 5. 入口分配器は、二分割シェル（３，４）の各セグメントに入口分配器の少な くとも一つの開口を経由して新鮮な電解液を供給し、入口分配器の開口の面 の総和が入口分配器の横断面積より狭いか等しいように設計されていること を特徴とする請求項４に記載の電気分解装置。 6. 陽極（８）または陰極（９）は導電性の二重接合により一体板（１０）に継 ぎ合わせてあることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項にに記載の電気 分解装置。 7. 接触帯板（７）は導電性の金属三重接合により後壁（４Ａ）とその下にある 一体板（１０）のそれぞれに組み込み状態で継ぎ合わせてあることを特徴と する請求項１〜６の何れか１項に記載の電気分解装置。 8. 各後壁（４Ａ）は金属導電性の二重接合により一体板（１０）に組み込み継 ぎ合わせてあることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電気分 解装置。 9. 接触帯板（７）は後壁（４Ａ）の肉盛溶接で形成されていることを特徴とす る請求項８に記載の電気分解装置。 10．陽極の二分割シェル（４）はハロゲンと塩溶液に対して安定な材料で形成さ れていることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の電気分解装置 。 11．陰極二分割シェル（３）は可性アルカリ溶液に対して安定な材料で形成され ていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の電気分解装置 。 12．先ず必要な装置と、陰極および陽極と、分離壁とを中間接続し、金属補強部 によりこれ等の部材を固定して各ハウジングをそれぞれ二つの二分割シェル で形成し、陽極とハウジング、あるいは陰極とハウジングを重ねて導電的に 固定して個々の電解槽を作製し、次いでそのように作製した板状の電解槽を スタック内に隣接させて導電的に配置し、接触を持続的にするため、スタッ ク内で互いに挟持して請求項１〜１１の何れか１項による電気分解装置を作 製する方法において、 還元性の焼結法によりあるいは溶接法により一体板として形成された補強 部を各後壁と陽極または陰極へ導電性の金属接続を行うことを特徴とする方 法。 13．レーザービーム溶接法を使用することを特徴とする請求項１２に記載の方法 。 14．レーザービーム溶接法では、接続幅に対する上部溶接傷幅の比を著しく低減 するため、レーザービームを溶接方向に垂直に分極させることを特徴とする 請求項１３に記載の方法。 15．特別なビーム形成により選択可能な値だけずれた二つまたはそれ以上の焦点 が同時に生じるようにレーザービームを鏡光学系で形成することを特徴とす る請求項１３または１４に記載の方法。 16．高周波で動作する走査駆動部、好ましくは圧電石英によりレーザービームを 選択可能な値だけ溶接方向に垂直に走査することを特徴とする請求項１２〜 １５の何れか１項に記載の方法。