JP2750134B2 - フッ素発生電解槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フッ素発生電解槽に関する。

従来の技術 フッ化カリウム及びフッ化水素を含む合成電解質の電
気分解によるフッ素の製造は公知である。電気分解中に
熱が発生し、そして電解質は冷却されなければならな
い。電解質の冷却は、電解質内に浸漬された冷却チュー
ブを設けることによって達成されてきた。フッ素の大量
生産に使用される槽の１形状では、電解質は冷却コイル
によって冷却される。この種の槽は、以後、明記された
この種のフッ素発生電解槽と呼ぶ。このような槽では、
冷却コイルはまた、陰極の働きをする。冷却コイルは、
軟鋼であればよい。

今までは、明記したこの種の槽は、水冷却ベースで使
用されてきたので、「凍結した（frozen）」電解質がベ
ース上に形成されて、ベースを電気的に絶縁し、そして
槽ベースにおける水素の発生を防いでいる。この発生
は、さもなくば水素がフッ素と相互作用して重大な結果
をもたらず槽の陽極区画室に泳動するので、望ましくな
い。

英国特許公報GB−Ａ−2135334は、他のアプローチを
開示している。これには、電解質のソリッド層による槽
の絶縁の代りに、ポリテトラフルオルエチレンのような
ポリマー材料が、槽ベースに適用されている。このポリ
マー層は、陽極を長く作ることが出来るという利点と共
に、僅か厚さ2mm程度が必要である（典型的な厚さ50mm
程度のソリッド電解質層と対照的に）。

発明が解決しようとする課題及び解決するための手段 本発明は、槽ベースの完全性に悪影響を与えることな
く絶縁層を槽ベースに固定する問題を処理する。

本発明によれば、電解質を冷却するための冷却コイル
を有するフッ素発生電解槽が設けられており、そしてこ
れでは、その槽のベースが、材料層によって電気的に絶
縁されており、その層が、冷却コイルと、層の上方にあ
る面との間で作用する手段によって槽ベースに対して保
持されていることを特徴としている。

効果 所定の位置に絶縁層を保持するときの冷却コイルの使
用によって、槽容器に対して変化する必要性が回避さ
れ、そして槽の取付け及び取外しが比較的容易であり、
且つ費用がかからない。また、絶縁層の使用によって、
電解質の深さに亘り温度勾配が少なくなるという利点に
より、すべての電解質が溶解され、これが、多量移動の
際の改良となる。

実施例 本発明を添付図面を参照して実施例により説明する。

典型的に、フッ素発生電解槽は、その槽が製造中でな
いときにkF・2HF電解質を溶解状態に維持するために、
蒸気がジャケットに供給できるように測部にジャケット
をもった軟鋼のタンクを具備している。従来のフッ素槽
では、底部領域の電解質が冷却液の添加によって凍結さ
れ得るようにベースもジャケットされているが、これは
本発明では必要がない。入口及び出口ヘッダーに接続さ
れた一連の水冷コイルがタンクを横断して分割してお
り、そして水冷陰極として機能する。槽の蓋は一連の開
口を有していて、その開口内に、各々の陽極アセンブリ
イが１対のコイル間の間に入るように陽極アセンブリイ
が適合している。

各々の陽極アセンブリイは、軟鋼の平板を含んでお
り、その下測に長方形のモネル（Monel）ガス分離スカ
ートが取付けられていて、その内側に１対の陽極ブロッ
クが配置されている。陽極は、その目的によってネオプ
レン又はフルオロ・エラストマーガスケットによってス
カートアセンブリイ及び槽頂部から絶縁されている。ガ
ス状生成物の無混合を保証するために、各々のスカート
は、僅かな距離、電解質内に突出していて、槽を一連の
フッ素区画室と、１つの水素区画室とに分けている。陽
極アセンブリイからのフッ素は、共通のマニホールドに
集められ、一方水素は、槽の１端に配置された排出口か
ら出る。液体フッ化水素供給パイプ、電解質サンブル浸
漬パイプ、電解質熱電対穴、及び水素測と、各々の個々
の陽極区画室との双方への窒素パージのための対策が槽
の蓋に設けられている。各々の陽極に対する電気的接触
は、ニッケルをオーバースプレイしたコーティングによ
ってブロックに固定された軟鋼／ニッケルハンガーによ
って設けられている。ニッケルのベースプレートを有し
ているこのハンガーは、ガス分離スカートの頂部を通り
突出している２つの軟鋼の垂直ねじスタッドを有してい
る。

数対の陽極からの電気的接続が、槽の長手方向に走っ
ている正の母線に対して作られている。負の母線が槽本
体に接続されており、従って槽本体は陰極と同じ電位に
ある。

第１図乃至第３図に参照して説明すると、電解質の凍
結層は、フッ素化されたポリマー、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン、又はポリビニルフルオライド、あるい
はポリプロピレンのようなプラスチック材料の薄い層10
（典型的には2mm）によって代用されている。この層
は、多数の別々の部分又は並んで配置されたシートを具
備することができる。上方に置かれた面９を有する層10
は、フレーム14によって槽のベース12に対して保持され
ている（このフレーム14は第２図及び第３図により詳細
に示されている）。フレーム14は、全体的に長方形の形
状であり、且つその測部間に延びている多数のクロス部
材16を有している。多数のスタッド又は支材18が、フレ
ームクロス部材から上方に延びている。その上方端にお
いて、各々のスタッド18はねじが切られていて、クラン
ピングプレート20を位置づけしている、このクランピン
グプレート20は、ナット22によって槽ベースから上下に
調整されることができる。

クランピングプレート20は、１対の冷却コイル／陰極
24の間の空間をブリッジするように設計されており、そ
してフレームは、スタッド18が隣接する対のコイル24の
ほぼ中央に延びるように位置づけされている。使用の
際、ナット22はコイルに対してプレート20が係合するよ
うに調整され、これによってフレームを下方に押して層
10をしっかりと槽ベース12に対して保持し、そしてこれ
によって層10の下に電解質の浸透を防止する。

第４図、第５図及び第６図は、他の配置を示してお
り、この場合には陰極冷却コイル24は、楔28によってコ
イルに止められている保護ガード26を備えている。第４
図において、参照番号30は槽タンクの側壁を示してお
り、そして参照番号32は、側壁蒸気ジャケットを示して
いる。各々のガード26は、電解質を通過させるが、大き
な破片がコイルに当るのを防止するエキスパンドメタル
の主壁34を有するボックス断面構造を具備している。こ
のガードは、チャンネル断面の側部36を有しており、そ
してその構造の底部縁に、主壁34の間の空間を渡ってい
るチャンネル断面のブリッジ用部片38がある。各々のガ
ード26は、側部36の端及びブリッジ用部片38を経て絶縁
層10に係合している。

第４図に示された如く、層10は、多数の並んだ部分10
a,10b,10c……から作られており、その当接縁が参照番
号40によって示されている。この配置では、ジョイント
40は各々の対のコイル24のほぼ中央に延びており、従っ
て部分10a,10b,10c……は、それ等の隣接縁において槽
ベースを下方に抑えられている。各々の対の冷却コイル
の間の空間は、陽極アセンブリイ（図示せず）によって
占められることは理解されるであろう。

第５図は、部分10a,10b,10c……の１つを示してい
る。それは多数の孔42を有するように形成されており、
これ等の孔を通り冷却コイルの垂直な入口及び出口パイ
プ部分44（第１図参照）がぴったり合うように延びてい
る。部分10a,10b,10c……をパイプ部分44に組立可能に
するために、スリット46が各々の孔42から部分10a,10b,
10c……の隣接する短い縁に延びている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１形式を示しているフッ素発生電解
槽の部分縦断面図である； 第２図は、第１図に示されたクランピングアセンブリイ
のクランピングフレームの平面図である； 第３図はクランピングフレームの側面図である； 第４図は、槽の１部分のみを示している概略的平面図で
あり、この図では、冷却コイル／陰極は保護障壁又はガ
ードを備えている（陽極は明確化のため省略されてい
る）； 第５図は、１シートの絶縁ベースの平面図である； 第６図は、保護障壁又はガードの正面図である。 10……層 14……フレーム 16……クロス部材 18……スタッド又は支材 20……クランピングプレート 22……ナット 24……冷却コイル／陰極 26……保護ガード 34……主壁 38……ブリッジ用部片 40……ジョイント

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電解質を冷却するための冷却コイルを有し
   ており、ベースが材料層によって電気的に絶縁されてい
   るフッ素発生電解槽において、 前記層（10）が、冷却コイル（24）と層（10）の上方に
   ある面（９）との間の空間をブリッジする手段（14〜2
   2;34,36）によって槽ベース（12）に対して保持されて
   いることを特徴とするフッ素発生電解槽。
2. 【請求項２】前記層（10）が、並んで配置されたプラス
   チック材料の多数のシート（10a,10b、10c）を具備する
   請求項１に記載の槽。
3. 【請求項３】前記手段が、冷却コイル（24）とクランピ
   ング部材又は複数のクランピング部材（14）との間に延
   びている支材（18）によって、層（10）に対して提供さ
   れたクランピング部材、又は複数のクランピング部材を
   具備している請求項１又は請求項２に記載の槽。
4. 【請求項４】前記クランピング部材が、フレーム（14）
   を具備しており、このフレーム（14）に支材（18）が固
   定されている請求項３に記載の槽。
5. 【請求項５】各々の支材（18）が、支材（18）の長手方
   向に調整可能であるブリッジ用部片（20）の作用力で１
   対の冷却コイル（24）に係合する請求項３又は請求項４
   に記載の槽。
6. 【請求項６】前記冷却コイル（24）が、コイル（24）に
   取付けられた保護障壁（26）を備えており、そして保護
   障壁（26）が、それを槽ベース（12）に対して保持する
   ために層（10a,10b,10c）に対して置かれている請求項
   １又は請求項２に記載の槽。
7. 【請求項７】前記層（10）がフッ素化されたポリマーを
   含んでいる請求項１〜６のいづれか１つの項に記載の
   槽。
8. 【請求項８】前記層（10）がポリプロピレンを含む請求
   項１〜６のいづれか１つの項に記載の槽。