JP2006291238A - 電解槽の電流短絡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電解槽の通電作業、短絡（停電）作業にともなう重作業・危険作業を軽減するとともに、電流短絡装置を軽量化して持ち運び可能な構成とし、さらに電流短絡装置にスパークの遮蔽対策を施す。
【解決手段】電解槽１内の電気分解により非鉄金属を製造する電解装置において、電解槽１の一対の短絡用ブスバー４に対して接触／離間可能な短絡バー５をジャッキアップ／ダウンする足踏み式の昇降ジャッキ１１と、一対の短絡用ブスバー４の位置で昇降ジャッキ１１を電解槽１に向き合わせて取り付ける昇降ジャッキ取付台１２と、昇降ジャッキ１１に取り付けられ、短絡バー５と作業者との間に介在するスパーク遮蔽板兼取手１３とを有し、昇降ジャッキ１１の足踏み操作により一対の短絡用ブスバー４に対して短絡バー５を接触／離間させ、電解槽１に電気分解用の直流電流を短絡（停電）／通電させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、非鉄金属電解用の電解槽の短絡（停電）／通電の作業に用いられる電流短絡装置に関する。

非鉄金属の電解精製あるいは電解採取の電解槽においては、通常、目的の金属を電着させるカソード（陰極）として、目的金属と同一金属の種板が使用される。このカソードの種板は電解槽内に吊下げられる。電解槽の通電状態で、種板の表面に目的金属が電着させられるが、電解槽に種板を吊下げる作業、および電解槽から種板に目的金属を電着させた製品、たとえば電気ニッケルを引き上げる作業において、電解槽を停電状態にする必要がある。

電解槽の通電状態とは、電解槽内に電気分解用の直流電流を流し、実際に電解が行われている状態をいう。また、電解槽の停電状態とは、電解槽内に電気分解用の直流電流を流さず、電解が行われていない状態のことであり、この状態は、一般に短絡（停電）状態とする電解槽に対して電気分解用の電流経路を短絡することによって行われる。

図１は電解槽１の停電（短絡）状態を示している。図１では、多数併置された電解槽１のうち、対となる２槽の電解槽１のみが図示されており、それらの電解槽１の開口面の対向辺に２つのサイドブスバー３、２槽に共通な１つのニュートラルブスバー１０が設けられており、多数のカソードビーム８およびアノードビーム９は交互に対向状態で、サイドブスバー３とニュートラルブスバー１０との間に掛け渡されている。

各サイドブスバー３に開口面側方で一対の短絡用ブスバー４が接続されており、これらの短絡用ブスバー４は、一例としてＬ型であり、短絡バー５および締め付け用の例えば２つのクランプ６により電気的に導通するようになっている。なお、両方の短絡用ブスバー４の上に絶縁板７が固定されており、この後に図２で説明するが、それらの絶縁板７の上に短絡バー５を載せると、両方の短絡用ブスバー４は非通電状態（電解槽１の通電状態）となる。

図１の電解槽１の停電状態のときに、直流電流は、図示しない整流器（ＳＣＲ型整流器）から供給され、一方の渡りブスバー２、一方のサイドブスバー３、一方のサイドブスバー３に接続された短絡用ブスバー４、短絡バー５、他方の短絡用ブスバー４、他方のサイドブスバー３および他方の渡りブスバー２の経路を経た後、数槽の電解槽１を経由して、整流器（ＳＣＲ型整流器）に戻る。このように、２つの電解槽１についての停電状態は、短絡バー５によって、両方のサイドブスバー３間で迂回路（バイパス）を形成することにより２つの電解槽１について直流電流を流さなくすることによって設定される。

図２は電解槽１の通電状態を示す。この状態は、図１の停電状態で、両方のブスバー４の間に固定されている短絡バー５を外し、外した短絡バー５を両方の短絡用ブスバー４上に固定された電流遮断用の絶縁板７の上に載せ、両方の短絡用ブスバー４に電流を流さない状態とすることによって設定される。

図２の電解槽１の通電状態ときに、電解用の直流電流は、図示しない整流器（ＳＣＲ型整流器）から供給され、一方の渡りブスバー２、一方のサイドブスバー３を経由し、一方の電解槽１内で多数のアノードビーム９からカソードビーム８へ流れて、電解作用を行い、さらにニュートラルブスバー１０から他方の電解槽１内で多数のアノードビーム９からカソードビーム８へ流れ、他方のサイドブスバー３、他方の渡りブスバー２を経由し、次の数基の電解槽１を経由して、整流器（ＳＣＲ型整流器）に戻る。

電解槽１の通電作業は、具体的には以下のように行う。（１）短絡用ブスバー４と短絡バー５の両端を固定している２つの手動式のクランプ６を緩め、（２）片側のクランプ６を完全に外してしまった後に、（３）図示しない小尖棒（金梃）により短絡バー５を持ち上げて縁切りし、（４）図示しない絶縁板を短絡用ブスバー４と短絡バー５との間に挟み込み、（５）小尖棒を下げることによって短絡バー５を一旦、図示しない絶縁板上に下ろしてから、（６）残りのクランプ６を完全に取外し、（７）電気的に絶縁された状態の短絡バー５を図示しない短絡バー反転冶具により、絶縁板７上に反転させることにより、電解槽１への通電を開始し、最後に（８）図示しない絶縁板を短絡用ブスバー４の上から取り外し、片付ける。

一方、電解槽１の短絡（停電）作業は、以下のようになる。（１）短絡用ブスバー４の上に図示しない絶縁板を乗せ、（２）絶縁板７の上に置いてある短絡バー５を図示しない短絡バー反転冶具にて図示しない絶縁板の上に反転させ、（３）片側のクランプ６を取り付け仮締めし、（４）小尖棒により短絡バー５を持ち上げ、（５）図示しない絶縁板を抜き取り、（６）小尖棒を下げることにより短絡バー５を短絡用ブスバー４上に降ろし接触させ短絡してから、（７）他方のクランプ６を取り付け、両方のクランプ６を本締めし、電解槽１側への通電を停止（停電）させる。

電解槽１の通電作業における（３）〜（５）の作業および電解槽１の短絡（停電）作業における（４）〜（６）の作業は、小尖棒を使って重量４４〔ｋｇ〕超の短絡バー５を扱う重筋作業であり、かつ片手で小尖棒を固定して、他方の手により図示しない絶縁板を挟むという作業があることから、手を挟む・小尖棒が外れて落ちるなどの危険をともなう作業である。また、短絡（停電）／通電時に短絡用ブスバー４と短絡バー５との間にスパークが飛び、感電の危険がある。
特開２００３−６４４９８号公報

したがって、本発明の解決課題は、電解装置において、電解槽の通電作業、短絡（停電）作業にともなう重作業や危険な作業を軽減するとともに、電流短絡装置を軽量化して持ち運び可能な構成とし、さらに電流短絡装置にスパークの防止対策を施すことである。

上記課題の解決のために、本発明は、短絡バーを持ち上げる作業に足踏式の昇降ジャッキを採用することにより、手作業から足作業とし、また、スパークの発生時に作業者を保護する防止板を設け、さらに持ち運び可能なように、電解槽の電流短絡装置を分割構造として、装置の軽量化を図っている。

具体的に記載すると、本発明に係る電解槽の電流短絡装置は、電解槽内での電気分解により非鉄金属を製造する電解装置において、電解槽の一対の短絡用ブスバーに対し接触／離間可能な短絡バーを足踏みによりジャッキアップ／ダウンする足踏み式の昇降ジャッキを有しており、昇降ジャッキの足踏み操作により一対の短絡用ブスバーに対して短絡バーを接触／離間させ、電解槽に電気分解用の直流電流を短絡（停電）／通電させることを特徴とする（請求項１）。

また、電解槽の電流短絡装置は、電解槽内での電気分解により非鉄金属を製造する電解装置において、電解槽の一対の短絡用ブスバーに対し接触／離間可能な短絡バーを足踏みによりジャッキアップ／ダウンする足踏み式の昇降ジャッキと、一対の短絡用ブスバーの位置で昇降ジャッキを電解槽に向き合わせて取り付ける昇降ジャッキ取付台と、昇降ジャッキに取り付けられ、短絡バーと作業者との間に介在するスパーク遮蔽板兼取手とを有し、昇降ジャッキの足踏み操作により一対の短絡用ブスバーに対して短絡バーを接触／離間させ、電解槽に電気分解用の直流電流を短絡（停電）／通電させることを特徴とする（請求項２）。

そして、昇降ジャッキ、昇降ジャッキ取付台およびスパーク遮蔽板兼取手は３分割可能として構成されており、昇降ジャッキ取付台に対して昇降ジャッキは着脱自在であり、かつ昇降ジャッキに対してスパーク遮蔽板兼取手は着脱自在とすることを特徴とする（請求項３）。

請求項１に係る発明によると、手を使っての小尖棒による重作業から足を使っての足踏式の昇降ジャッキに変更することで作業負担が低減できる。

また、請求項２に係る発明によると、上記請求項１の効果に加えて、スパーク遮蔽板兼取手によりスパークによる人体への火傷が回避され、これによって安全性が向上する。またスパーク遮蔽板兼取手の存在によって、ペダル操作が安定な姿勢で行える。

さらに請求項３によると、装置を分割構造としたことによって、装置の部品（昇降ジャッキおよびスパーク遮蔽板兼取手）が持ち運び可能な程に軽量化でき、しかも他の電解槽についても共用できるようになる。

図３および図４は本発明に係る電解槽の電流短絡装置を示しており、図５ないし図７はそれぞれ電解槽の電流短絡装置を構成する３つの部品すなわち昇降ジャッキ１１、昇降ジャッキ取付台１２、スパーク遮蔽板兼取手１３を示している。

図３および図４において、電解槽の電流短絡装置は、図１および図２のような電解槽１の電気分解により非鉄金属を製造する電解装置において、昇降ジャッキ１１、昇降ジャッキ取付台１２、スパーク遮蔽板兼取手１３から構成されている。

図３、図４および図５のように、昇降ジャッキ１１は、電解槽１の一対の短絡用ブスバー４に対し接触／離間可能な短絡バー５を足踏み操作によりジャッキアップ／ダウンする足踏み式のジャッキであり、下向きコ字形のベース２２と一体の案内用のシリンダ１８、このシリンダ１８の内部で昇降自在の昇降ロッド１７、この昇降ロッド１７の上端部に固定されている水平な短絡バー受け部１９、ベース２２の両側面に固定されている一対のアングル材によるフレーム２３、このフレーム２３に固定されているブラケット２４の水平な支点軸２５に回動自在に支持されている操作レバー１５、操作レバー１５の一端のペダル１４、操作レバー１５の他端と昇降ロッド１７の下端とを連結するコネクティングリンク１６および２本のコネクティングピン２６により構成されている。

そして上記のフレーム２３は、両側方向に張り出す部分で、昇降ジャッキ取付台１２に対して着脱自在に取り付けるための固定部２０を形成しており、また一対のフレーム２３のブラケット２４寄りの上部に固定されている板状の部材は、スパーク遮蔽板兼取手１３の取付部２１を構成している。

次に、図３、図４および図６のように、昇降ジャッキ取付台１２は、一対の短絡用ブスバー４の位置で昇降ジャッキ１１を電解槽１に向き合わせて取り付けるためのものであり、例えば木材製で対向する２つのブロック２７、２つのブロック２７の上に固定され、それらを連結する連結板２８、この連結板２８の上面にスペーサ２９を介在させながら対向状態で取り付けられている抑え板３０により構成されている。

連結板２８と抑え板３１とは、スリット状の空間により昇降ジャッキ１１の固定部３１を形成している。このため、昇降ジャッキ１１は、その固定部２０を固定部３１にそって挿入することにより、昇降ジャッキ取付台１２に対して着脱自在に取り付けられる。

さらに、図３、図４および図７のように、スパーク遮蔽板兼取手１３は、昇降ジャッキ１１に着脱自在に取り付けられ、短絡バー５と作業者との間に介在して、スパーク（感電）による作業者の罹災を防止し、かつ作業者の取手としても機能するものであり、垂直方向の１本のポール３２、このポール３２に上下の止め具３４により取り付けられるスパーク遮蔽用板状の絶縁体３３、およびポール３２の下端に固着され、昇降ジャッキ１１の取付部２１を挟み込む一対の取付部３５により構成されている。一対の取付部３５が昇降ジャッキ１１の取付部２１を挟み込むように差し込まれると、スパーク遮蔽板兼取手１３は昇降ジャッキ１１に対して着脱自在に取り付けられる。

上記のように、昇降ジャッキ１１、昇降ジャッキ取付台１２およびスパーク遮蔽板兼取手１３は、３分割可能として構成されており、昇降ジャッキ取付台１２に対して昇降ジャッキ１１は着脱自在であり、かつ昇降ジャッキ１１に対してスパーク遮蔽板兼取手１３は着脱自在として組み合わされる。なお、着脱自在の組み合わせ手段は例示のものに限らず、筒体とロッドとのはまりあい手段などにより構成することもできる。

図３および図４のように、昇降ジャッキ取付台１２は２つの電解槽１の一対の短絡用ブスバー４の短絡位置で床面または電解槽１の側面に据え付けられる。次に作業者は、昇降ジャッキ１１を短絡（停電）対象の電解槽１の昇降ジャッキ取付台１２に取り付けてから、最後にスパーク遮蔽板兼取手１３を昇降ジャッキ１１に取り付けて、本発明に係る電解槽の電流短絡装置の組み立てを終了する。

図８のＡおよびＢは、昇降ジャッキ１１の使用方法を示している。作業者がペダル１４を足で下方に踏み込むと、その動きは、操作レバー１５、コネクティングリンク１６を介してし、昇降ロッド１７を上昇させる。昇降ロッド１７が上昇することによって、短絡バー受け部１９は短絡バー５の下面と接し、短絡バー５を上方に持ち上げる。反対に作業者がペダル１４を踏み込んだ足を緩めると、昇降ロッド１７が下降するように動き、短絡バー受け部１９および短絡バー５が下がる。このペダル操作のときに、スパーク遮蔽板兼取手１３のポール３２は作業者の取手となるため、作業者のバランスを保ってペダル操作をできることになる。

さて、本発明に係る電解槽の電流短絡装置において、電解槽１の通電作業は、以下のように行われる。（１）事前に本発明に係る電解槽の電流短絡装置を組み立て所定の位置にセットする。（２）短絡用ブスバー４と短絡バー５の両端を固定している２つの手動式のクランプ６を緩め、片側のクランプ６を完全に外してしまった後に、（３）昇降ジャッキ１１のペダル１４を踏み込み、短絡バー５を上方に持ち上げ、短絡バー５を２つの短絡用ブスバー４から電気的に切り離す。（４）昇降ジャッキ１１のペダル１４を踏み込んだままで、短絡バー５の下部に図示しない絶縁板をはめ込む。（５）昇降ジャッキ１１のペダル１４を踏み込んだ足を緩め、短絡バー５を図示しない絶縁板の上に降ろしてから、（６）残りのクランプ６を完全に取外し、電気的に絶縁された状態の短絡バー５を図示しない短絡バー反転冶具によって、絶縁板７上に反転させることにより、電解槽１への通電を開始し、最後に図示しない絶縁板を短絡用ブスバー４の上から取り外し、片付ける。

一方、本発明に係る電解槽の電流短絡装置において、短絡（停電）作業時は、以下のように行う。（１）事前に電解槽の電流短絡装置を組み立て所定の位置にセットする。（２）短絡用ブスバー４の上に図示しない絶縁板を乗せ、絶縁板７の上に置いてある短絡バー５を図示しない短絡バー反転冶具によって図示しない絶縁板の上に反転させ、片側のクランプ６を取り付け仮締めを実施する。（３）昇降ジャッキ１１のペダル１４を踏み込み、短絡バー５が上方に持ち上がることで図示しない絶縁板と電気的な縁を切る。（４）昇降ジャッキ１１のペダル１４を踏み込んだままで、図示しない絶縁板を取り外す。（５）ペダル１４を踏み込んだ足を緩め、短絡バー５を短絡用ブスバー４の上に降ろす。（６）他方のクランプ６を取り付け、両方のクランプ６を本締めし、電解槽１側への通電を停止（停電）させる。

本発明は、前記の通り、非鉄金属の電解精製または電解採取の何れの電解槽にも利用できる。

電解槽の構成および電解槽の短絡（停電）時における電流経路を示す斜面図である。 電解槽の通電時における電流経路を示す斜面図である。 本発明に係る電解槽の電流短絡装置の組み立て状態での正面図である。 本発明に係る電解槽の電流短絡装置の組み立て状態での側面図である。 本発明に係る電解槽の電流短絡装置の構成部品（昇降ジャッキ）の詳細図であり、Ａはその平面図、Ｂはその正面図、Ｃはその側面図である。 本発明に係る電解槽の電流短絡装置の構成部品（昇降ジャッキ取付台）の詳細図であり、Ａはその平面図、Ｂはその正面図、Ｃはその側面図である。 本発明に係る電解槽の電流短絡装置の構成部品（スパーク遮蔽板兼取手）の詳細図であり、Ａはその側面図、Ｂはその正面図である。 本発明に係る電解槽の電流短絡装置の構成部品（昇降ジャッキ）の動作説明図であり、Ａは昇降ジャッキのペダルを踏み込む前の側面図、Ｂは昇降ジャッキのペダルを踏み込んだときの側面図である。

符号の説明

１：電解槽
２：渡りブスバー
３：サイドブスバー
４：短絡用ブスバー
５：短絡バー
６：クランプ
７：絶縁板
８：カソードビーム
９：アノードビーム
１０：ニュートラルブスバー
１１：昇降ジャッキ
１２：昇降ジャッキ取付台
１３：スパーク遮蔽板兼取手
１４：ペダル
１５：操作レバー
１６：コネクティングリンク
１７：昇降ロッド
１８：シリンダ
１９：短絡バー受け部
２０：昇降ジャッキ取付台への固定部
２１：スパーク遮蔽板兼取手の取付部
２２：ベース
２３：フレーム
２４：ブラケット
２５：支点軸
２６：コネクティングピン
２７：ブロック
２８：連結板
２９：スペーサ
３０：抑え板
３１：昇降ジャッキの固定部
３２：ポール
３３：絶縁体
３４：止め具
３５：取付部

Claims (3)

1. 電解槽（１）内での電気分解により非鉄金属を製造する電解装置において、電解槽（１）の一対の短絡用ブスバー（４）に対し接触／離間可能な短絡バー（５）を足踏みによりジャッキアップ／ダウンする足踏み式の昇降ジャッキ（１１）を有し、
   昇降ジャッキ（１１）の足踏み操作により一対の短絡用ブスバー（４）に対して短絡バー（５）を接触／離間させ、電解槽（１）に電気分解用の直流電流を短絡（停電）／通電させることを特徴とする電解槽の電流短絡装置。
2. 電解槽（１）内での電気分解により非鉄金属を製造する電解装置において、電解槽（１）の一対の短絡用ブスバー（４）に対し接触／離間可能な短絡バー（５）を足踏みによりジャッキアップ／ダウンする足踏み式の昇降ジャッキ（１１）と、一対の短絡用ブスバー（４）の短絡位置で昇降ジャッキ（１１）を電解槽（１）に向き合わせて取り付ける昇降ジャッキ取付台（１２）と、昇降ジャッキ（１１）に取り付けられ、短絡バー（５）と作業者との間に介在するスパーク遮蔽板兼取手（１３）とを有し、昇降ジャッキ（１１）の足踏み操作により一対の短絡用ブスバー（４）に対して短絡バー（５）を接触／離間させ、電解槽（１）に電気分解用の直流電流を短絡（停電）／通電させることを特徴とする電解槽の電流短絡装置。
3. 昇降ジャッキ（１１）、昇降ジャッキ取付台（１２）、スパーク遮蔽板兼取手（１３）を分割可能として構成し、昇降ジャッキ取付台（１２）に対して昇降ジャッキ（１１）を着脱自在とし、かつ昇降ジャッキ（１１）に対してスパーク遮蔽板兼取手（１３）を着脱自在とすることを特徴とする請求項２記載の電解槽の電流短絡装置。

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