JP3768240B2 - 電解質のフィルタープレス構成体の仕切り要素 - Google Patents

Description

この発明は、仕切り板によって分けられた陽極室と陰極室を有する電解質のフィルタープレス構成体における仕切り要素に関するものである。この仕切り要素は、枠体と、ガスや液体が流れるための開口と、枠体に固定された仕切り板と、密封手段と絶縁手段とからなっている。
電解質にフィルタープレス構成体は、基本的には、通常はアルカリ水酸化物の溶液である塩水から水素や酸素をつくるために使用されている。同様のセルが塩化ナトリウムの溶液から塩素をつくるために使用されている。このようなセルは、鋼製枠体またはプラスチック材料製の枠体からなっている。鋼製枠体を用いる一つの利益は、鋼製枠体には剛性があり、大きなフィルタープレス構成体をつくることができることである。しかしながら、鋼製枠体は各枠体間の絶縁と密封装置とを必要とする。その腐食もまた処理されるべき問題の一つである。腐食問題の処理の一つの方法は、例えば、電解されるべき塩水やアルカリ液に曝される仕切り要素の表面をニッケルめっきすることである。しかし、ニッケルメッキは高価であり、その部分を最小にしなければならない。
上記のタイプの電解装置は、古くから知られるとともに多くの特許情報に説明されている。ノルウェー特許第１５７０２４号には、水素や酸素をつくるためのフィルタープレス形式の電解装置が記載されている。各セルは仕切り板により互いに分けられた２つの電極からなっている。各セルは、２個のエンドプレートの間に、プレート間の細長いボルトによって電解質セルが一定の圧力の下に保たれるような方法で一緒に維持される。電解装置の長さ方向に、水素や酸素のための上部溝が各セルに対して作られている。下部の各セルには、アルカリ液循環のための溝がある。
欧州特許第２１２２４０号Ａ１によれば、枠体の周囲に沿って供給用および排出用溝の設けられた絶縁枠体によって周囲を取り巻かれた導体プレートからつくられた２極要素からなる電解質の溶液のための装置が開示されている。仕切り要素は、多孔質仕切り板として前記２極要素間に挿入されることができ、絶縁枠体には、供給用および排出用溝も形成されている。
この発明の主な目的は、剛性のある大きな寸法のものが得られると同時に、現存するものよりより少ない要素からなる電解装置としての簡単な構成を与える仕切り要素の構成を達成することである。
他の目的は、密封、電気的絶縁や腐食に対する保護を通常の配置において達成することである。
発明者が解決すべき主な課題は、いかに仕切り要素の鋼鉄部分の腐食防止と、密封及び絶縁手段を複雑で高価な要素とすることなく新しく改善するかということである。この問題に対する新しい解決手段の開発中に、腐食問題は、仕切り要素の小さな部分のみを従来のニッケルめっきし、液に曝される残りの部分に、例えばプラスチックやゴムのような腐食抵抗を有する材料を被覆することにより解決できることが判明した。仕切り要素は、また、その周囲に沿って電気的に絶縁されなければならないことにも注意して、発明者は、同じ材料の使用による腐食からの保護と絶縁や密封の可能性の調査をスタートさせた。そして、同じ材料が使用できるばかりでなく、それによってより簡単でそして安価な仕切り要素をつくることができることを見い出した。すなわち、このことは、仕切り要素の電気的絶縁と密封と仕切り要素の鋼鉄部分の腐食保護被覆とを一体化することによって達成された。
この腐食防止と絶縁性とを一体化するのに有効な材料は、所望の電気的な絶縁性と密封特性を有する加硫可能なゴムであることが見い出された。
上述の原理の適用によって、ニッケルめっきが小さな部分のみで済み、小さなニッケルめっき設備で行うことができる。さらに、仕切り要素の種々の要素のいくつかを前もって溶接しておく必要もなく、加硫ゴムの被覆によってその場所に保持できることが判明した。かくして、溶接は加硫によって代替することができた。
この発明の主な特徴は、枠体１が、電気的絶縁材と同時に密封材としても役立つ、柔軟で、加硫可能な材料すなわち加硫可能なゴム６で被覆された剛性のある鋼製であり、仕切り板１２を枠体１に固定するボルトのための穴７を有する固定手段がその材料により一体に形成されていることである。
この発明の他の特有な特徴は、枠体１とともにガスおよび／または液体のための空間を形成し、ネジ５によってその枠体１に固定されるＴ型要素２，３が、加硫可能なゴム６によって被覆されるとともに、その被覆が密封、絶縁材として役立つように枠体１の周りに一体化されていることである。
仕切り板１２は、ニッケルめっきされた要素１０を介してＴ型要素２に固定されるとともに密封、絶縁材として役立つ加硫可能なゴム６との一体化部分である固定手段４によってＴ型要素３に固定され、枠体１に固定される。
この発明の範囲とその特有の特徴は添附の請求の範囲に記載されている。
この発明は、これから図面とともにさらに説明される。
図１は、この発明による仕切り要素の正面図である。
図２は、図１の仕切り要素のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図３は、密封、絶縁材として役立つ加硫可能なゴムで被覆された枠体の断面図である。
図１には、円形の仕切り要素が示されているけれども、これは長方形でも四角形でもよい。仕切り要素の外側の枠体１は、剛性のある鋼製で、密封材および電気的絶縁材として役立つ加硫可能なゴム６によって取り巻かれ、仕切り板１２を取り付ける穴７を有する固定手段４が形成されている。Ｔ型要素２および３は、それぞれガス用空間８とアルカリ溶液用空間９を形成するように枠体１に固定されている。Ｔ型要素２および３は、加硫可能なゴム６がそれらの要素２および３に適用されている場合には、ネジ５によってその位置に保たれ、その加硫可能なゴムによってガスや液体を通さないように枠体１に固定される。
これらのＴ型要素２および３はそれぞれ固定手段１０と４とを有し、これらの手段によって仕切り板１２がこれらの要素２および３を介して枠体１に固定されている。固定手段１０にはニッケルめっきがされている。
図２には、図１のＡ−Ａ線に沿う仕切り要素の断面が示されている。この断面はＴ型要素３を丁度通っているので、アクリル溶液用空間９は図にみることができない。仕切り板１２は固定手段４や１０にある穴７を通るボルトによって固定される。固定手段１０はニッケルめっきされているが、固定手段４は鋼製の枠体１を取り巻く加硫可能なゴムと一体になっている。Ｔ型要素２の通孔１３は、電解質セルからガス用空間８へのガスの通路である。
図３には、円形の枠体１の断面として、絶縁および密封材として役立つ加硫可能なゴム６によって取り巻かれた鋼製の枠体１と、それと同じ材料６によって一体につくられた固定手段４とを示している。固定手段４に形成される穴７は、仕切り板１２を枠体１に固定するためのボルト用である。
この発明による利点は既存の解決手段に比して多い。生産コストは、殆どのニッケルめっきが加硫に代替されるので、実質的に少なくなる。すなわち、今日のニッケルめっきには、高価で大きな化学浴槽を必要とするが、殆どのニッケルめっきを加硫により代替させられるので、生産コストを下げることができる。電解装置はよりコンパクトとなり、腐食防止と、電気的絶縁と密封に同一の材料を使用することの利益は非常に大きく、かつ電解装置が必要とする材料を簡単化するものである。

Claims (3)

1. 仕切り板（１２）によって陽極室と陰極室に仕切られ、枠体（１）とガスや液体の流れのための空間（８，９）を有する、電解質のフィルタープレス構成体の仕切り要素において、枠体（１）が、電気的絶縁材および密封材として役立ち、枠体（１）に仕切り板（１２）を固定するためのボルト用穴（７）を有する固定手段（４）を一体に形成する、柔軟で加硫可能な材料すなわち加硫可能なゴム（６）によって被覆されている剛性のある鋼製であることを特徴とする仕切り要素。
2. 枠体（１）とともにガス用空間（８）および液体用空間（９）を形成するＴ型要素（２，３）が、ネジ（５）によって固定され、枠体（１）周りの密封および絶縁材として役立つ加硫可能なゴム（６）で一体的に被覆されていることを特徴とする請求項１記載の仕切り要素。
3. 仕切り板（１２）が、ニッケルめっきされた要素（１０）を介してＴ型要素（２）に固定されとともに絶縁および密封材として役立つ加硫可能なゴム（６）で一体に形成された固定手段（４）によってＴ型要素（３）に固定されて、枠体（１）に固定されていることを特徴とする請求項１記載の仕切り要素。

Images