JP6306879B2 - マニホールドユニット及び電解槽 - Google Patents

Description

本発明は、マニホールドユニットと、電解槽と、に関する。

陽極が設けられた陽極室と、陰極が設けられた陰極室と、陽極室と陰極室とを隔てる隔壁と、陽極室に電解液を供給する第一供給流路と、陰極室に電解液を供給する第二供給流路と、陽極室から電解液を回収する第一回収流路と、陰極室から電解液を回収する第二回収流路と、を有する電解セルを複数備えた電解槽が知られている。

特開２００２−３３２５８６号公報

電気分解（以下、電解という）は、電解槽に備えられている複数の電解セルに電解液を通過させ、陽極と陰極とに電位差を与えることにより行われる。電解槽として、電解セルの陽極と陰極とが対向するように複数の電解セルが並べられている複極式電解槽が知られている。

電解槽は、上述したように複数の電解セルが並べられて構成されている。このため、電解槽の構成によっては、複数の電解セルに電解液が適切に供給されない場合がある。例えば、電解液は、電解セルが並べられる方向の一方の側から供給されるため、当該方向の一方に位置する電解セルと、他方に位置する電解セルとを比べると、電解セルに供給される電解液の量に差が生じるおそれがある。したがって、電解セルにおいて電解液が供給される量に差が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、電解液の供給を効率的に行うことが可能なマニホールドユニット及び電解槽を提供することを目的とする。

本発明に係るマニホールドユニットは、互いに対向する第一開口部と第二開口部とを有する主室と、第一開口部を覆うように第一開口部に配置された金属部材と、第二開口部を覆うように第二開口部に配置された電極と、電解液を供給する電解液供給流路と、電解液を回収する電解液回収流路と、を備える。

本発明によれば、主室は、互いに対向する第一開口部と第二開口部とを有している。金属部材は、第一開口部を覆うように第一開口部に配置されている。電極は、第二開口部を覆うように第二開口部に配置されている。例えば、マニホールドユニットが電解セルと電解セルとの間に設けられている電解槽では、マニホールドユニットの電解液供給流路から電解セルへ電解液が供給される。マニホールドユニットを電解セルと電解セルとの間に設けることにより、マニホールドユニットは、隣接する電解セルに電解液を供給することができる。マニホールドユニットは、電解液回収流路により、隣接する電解セルから電解液を回収することができる。よって、電解液の供給を効率的に行うことが可能なマニホールドユニットを得ることができる。

集電部材と、電極を支持する電極支持部材と、を更に備え、電極支持部材は、電極と集電部材との間に挟持されて配置されていてもよい。このように構成した場合、集電部材により電極の集電効果が高められる。電極支持部材によって電極が支持されるため、電極を保護することができる。

電解液供給流路に電解液を供給する外部供給流路を更に備えてもよい。この場合、電解液を外部供給流路から供給することができる。例えば、マニホールドユニットと複数の電解セルとから電解槽を組み立てた場合、外部供給流路から電解槽に電解液を供給することができる。

電解液回収流路から電解液を回収する外部回収流路を更に備えてもよい。この場合、電解液を外部供給流路から回収することができる。例えば、マニホールドユニットと複数の電解セルとから電解槽を組み立てた場合、外部回収流路から電解槽内の電解液を回収することができる。

本発明に係る電解槽は、上記マニホールドユニットと、陽極が設けられた陽極室と、陰極が設けられた陰極室と、陽極室と陰極室とを隔てる隔壁と、陽極室に電解液を供給する第一供給流路と、陰極室に電解液を供給する第二供給流路と、陽極室から電解液を回収する第一回収流路と、陰極室から電解液を回収する第二回収流路と、を有する第一及び第二の電解セルと、を備え、マニホールドユニットは、第一電解セルと第二電解セルとの間に配置され、第一電解セルとマニホールドとの間に隔膜が配置され、金属部材は、第二電解セルの陽極室及び陰極室の何れか一方と接し、電極は、隔膜を介して、第一電解セルの陽極室及び陰極室の何れか一方と接し、電解液供給流路は、第三供給流路及び第四供給流路を有し、電解液回収流路は、第三回収流路及び第四回収流路を有し、第一供給流路と第三供給流路とは連通し、第二供給流路と第四供給流路とは連通し、第一回収流路と第三回収流路とは連通し、第二回収流路と第四回収流路とは連通している。

本発明によれば、電解槽には、電解セルと電解セルとの間にマニホールドユニットが設けられる。マニホールドユニットは、隣接する電解セルと接触することにより電流が導通され、陰極室又は陽極室として機能する。すなわち、マニホールドユニットの金属部材が隣接する電解セルの陽極と接した場合、電極は陽極として機能する。このとき、主室は陽極室として機能する。マニホールドユニットの金属部材が隣接する電解セルの陰極と接した場合、電極は陰極として機能する。このとき、主室は陰極室として機能する。したがって、任意の電解セルと電解セルとの間にマニホールドユニットを装着することができる。電解槽において、電解セルと電解セルとの間にマニホールドユニットが設けられている場合、主室には、隣接する電解セルの陽極室及び陰極室の何れか一方から電解液が供給される。よって、電解液の供給を効率的に行うことが可能な電解槽を得ることができる。

金属部材は、隣接する第二電解セルの陰極室と接しており、電極は、隔膜を介して、第一電解セルの陽極室と接していてもよい。このように構成した場合、マニホールドユニットは、隣接する第二電解セルと接触することにより電流が導通される。金属部材が隣接する電解セルの陰極と接することにより、電極は陰極として機能する。主室は陰極室として機能する。主室には、隣接する第二電解セルの陰極室から電解液が供給される。

本発明によれば、電解液の供給を効率的に行うことが可能なマニホールドユニット及び電解槽を提供するができる。

本発明の第一実施形態に係る電解槽の模式図である。 本発明の第一実施形態に係る電解セルを説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係るマニホールドユニットを説明するための図である。 本発明の第一実施形態に係るマニホールドユニットを説明するための他の図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った断面構成を説明する図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構成を説明する図である。 マニホールドユニットの断面構成を説明するための他の図である。 本発明の第一実施形態に係る電解槽における電解液の流れを説明する図である。 本発明の第二実施形態に係る電解槽における電解液の流れを説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は以下の内容に限定されない。

（第一実施形態）
図１から図６を参照して、本発明の第一実施形態に係る電解槽について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る電解槽の模式図である。図２は、本発明の第一実施形態に係る電解セルを説明するための図である。図３は、本発明の第一実施形態に係るマニホールドユニットを説明するための図である。図４は、本発明の第一実施形態に係るマニホールドユニットを説明するための他の図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面構成を説明する図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構成を説明する図である。

電解槽１は、例えば、複極式構造の電解槽である。電解槽１は、複数の電解セル１０と、マニホールドユニット２０と、隔膜３０と、を備えている。電解槽１は、電解液を供給する外部供給流路２４を備えている。電解槽１は、電解液を回収する外部回収流路２５を備えている。複数の電解セル１０及びマニホールドユニット２０と、隔膜３０とは、プレス器Ｐより連結されている。外部供給流路２４及び外部回収流路２５は循環ポンプ３に接続されている。循環ポンプ３は、複数のポンプから構成されてもよい。例えば、外部供給流路２４と外部回収流路２５とは、それぞれ異なる循環ポンプ３に接続されていてもよい。電解液は、循環ポンプ３により電解槽１内を循環させられる。電解槽１は、電源に接続される陽極端子６と陰極端子７とを備えている。

電解セル１０は、電解液を電解する。図２に示されるように、電解セル１０は、陽極室１２と、陰極室１４と、隔壁１５と、第一供給流路４１と、第二供給流路４２と、第一回収流路５１と、第二回収流路５２と、を備えている。

陽極室１２には、陽極１１が設けられている。陽極１１は、電解液に電荷が移動していく電極である。陽極１１は、例えば酸素発生用の電極である。陽極１１は、電解セル１０の一方の面に設けられている。陽極１１は、例えば、エクスパンデッドメッシュ加工されたチタン板の表面に、ルテニウム、イリジウム、チタン、及びニッケルの少なくとも１つの元素を成分とする酸化物を被覆することにより製造されてもよい。

陰極室１４には、陰極１３が設けられている。陰極１３は、電解液から電荷が移動していく電極である。陰極１３は、例えば、水素発生用の電極である。陰極１３は、陽極１１と対向する電解セル１０の面に設けられている。陰極１３の表面全体は還元反応が起こる触媒層で被覆されていることが好ましい。陰極１３は、例えば、ニッケル製ファインメッシュ基材にルテニウムを含有する酸化物が被覆されている。

電解セル１０は、陰極１３側に集電部材１３１と、金属弾性部材１３２と、電極支持部材１３３と、を備えている。

集電部材１３１は、陰極１３に沿って備えられている。集電部材１３１は、陰極１３の集電効果を高める。集電部材１３１は、電子を集める集電効果を有する部材であればどのような形状でもよい。例えば、板状であってもよく、網状であってもよい。本実施形態では、集電部材１３１は、メッシュ板であり、陰極１３の表面と略平行に配置されている。集電部材１３１は、例えば、ニッケル、鉄、銅、銀、チタンなどの電気伝導性のある金属から構成される。集電部材１３１は、これらの金属の混合物、合金又は複合酸化物でもよい。集電部材１３１は、金属弾性部材１３２を介して、陰極１３に対して電気的に接続されている。

金属弾性部材１３２は、陰極１３と集電部材１３１との間に備えられている。金属弾性部材１３２は、陰極室１４側の集電部材１３１の表面上に備えられていてもよい。このように構成すると、電解槽１が組み立てられた際に、複数の電解セル１０の陰極１３が隔膜３０に押し付けられる。このため、陽極１１と陰極１３との間の距離を短くすることができ、電力消費量を抑えることができる。金属弾性部材１３２は、渦巻きばね、コイル等のばね部材、クッション性のマット等を採用してもよい。金属弾性部材１３２は、隔膜３０を押し付ける応力等を考慮して適宜好適なものを採用してよい。金属弾性部材１３２は、例えば、ニッケル、鉄、銅、銀、チタンなどの電気伝導性を有する金属から構成される。

電極支持部材１３３は、集電部材１３１と隔壁１５との間に備えられている。電極支持部材１３３は、隔壁１５及び集電部材１３１に対して略垂直に配置されている。電極支持部材１３３は、集電部材１３１を支えることができる形状であればどのような形状でもよく、例えば、棒状、板状又は網状であってよい。本実施形態では、電極支持部材１３３は、メッシュ板である。電極支持部材１３３は、例えば、ニッケル、鉄、銅、銀、及び、チタンなど電気伝導性を有する金属から構成される。

電解槽１は、陽極１１と陰極１３とが対向する方向に沿って電解セル１０と隔膜３０とを備えている。電解槽１は、隣接する電解セル１０と電解セル１０との間、又は、隣接する電解セル１０とマニホールドユニット２０との間に、隔膜３０を備えている。隔膜３０は、隣接する２つの電解セル１０のうち一方の電解セル１０の陽極室１２と他方の電解セル１０の陰極室１４との間に備えられている。あるいは、隔膜３０は、隣接する電解セル１０の陽極室１２と、マニホールドユニット２０との間に備えられている。

隔膜３０は、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、特定の分子を選択的に透過させることが可能な多孔質の膜であってもよい。あるいは、例えば、ポリスルホン系ポリマーを用いた多孔性隔膜、ポリフェニレンスルファイド繊維を用いた布、フッ素系多孔質体膜、フッ素系のイオン交換膜、及び、無機物と有機物の混合した多孔質体、などを例示することができる。

電解セル１０は、陽極側ガスケットと陰極側ガスケットとを備えていてもよい。陽極側ガスケットは、陽極室１２を構成する枠体表面に配置されていてもよい。陰極側ガスケットは、陰極室１４を構成する枠体表面に配置されていてもよい。電解槽１は、電解セル１０が備える陽極側ガスケットと、この電解セル１０に隣接する電解セル１０の陰極側ガスケットとが、隔膜３０を挟持するように、構成されていてもよい。

このように構成した場合、陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットにより、電解槽１における気密性を高めることができる。陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットは、隔膜３０と電解セル１０との間を封止することができる。陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットの具体例としては、中央に開口部が形成された額縁状のゴム製シート等が挙げられる。陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットには、腐食性の電解液又は生成するガス等に対して耐性を有し、長期間使用できることが求められる。耐薬品性又は硬度の点から、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭゴム）の加硫品又は過酸化物架橋品等が用いてもよい。液体に接する領域（接液部）をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などのフッ素系樹脂で被覆した部材を陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットとして用いてもよい。

陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットは、電解液の流れを妨げないように、後述する電解液供給流路４又は電解液回収流路５に連通する開口部を有していてもよい。陽極側ガスケット及び陰極側ガスケットは、その形状は特に限定されない。例えば、陽極室１２を構成する陽極室枠又は陰極室１４を構成する陰極室枠の各開口部の周縁に沿って、額縁状の陽極側ガスケット又は陰極側ガスケットが接着剤等で貼り付けてもよい。例えば、隔膜３０を介して電解セル１０を接続する場合、隔膜３０を介して陽極側ガスケット又は陰極側ガスケットを貼り付けた電解セル１０を用いることができる。これにより、電解液、電解により生成するアルカリ金属水酸化物、塩素ガス、水素ガス、又は、酸素ガス等が電解セル１０の外部に漏れることを抑制することができる。

電解槽１は、陽極１１と陰極１３とが対向する方向に、複数の電解セル１０を備えている。電解槽１に備えられた複数の電解セル１０において、陽極１１と陰極１３とが対向する方向の一方の端に位置している電解セル１０の陽極１１は、陽極端子６と電気的に接続されている。電解槽１に備えられた複数の電解セル１０において一方の端に、陽極室１２のみを有する電解セル（陽極ターミナルセル）が備えられていてもよい。この場合、陽極ターミナルセルと陽極端子６とは電気的に接続されている。

電解槽１に備えられた複数の電解セル１０において、陽極１１と陰極１３とが対向する方向の他方の端に備えられている電解セル１０の陰極１３は、陰極端子７と電気的に接続されている。電解槽１に備えられた複数の電解セル１０において他方の端に、陰極室のみを有する電解セル（陰極ターミナルセル）が備えられていてもよい。この場合、陰極ターミナルセルと陰極端子７とは電気的に接続されている。

陽極室１２と陰極室１４との間には、隔壁１５が備えられている。隔壁１５は、陽極室１２と陰極室１４とを隔てている。隔壁１５は、導電性の金属板から構成されている。隔壁１５は、例えばニッケルを含む材料から構成されていてもよい。隔壁１５は、陽極リブ１６と陰極リブ１７とが取り付けられている。陽極リブ１６及び陰極リブ１７が隔壁１５に取り付けられる方法は、例えば、レーザ溶接又はＴｉｇ溶接である。陽極リブ１６は陽極１１を支えている。陰極リブ１７は陰極１３を支えている。

ここで、マニホールドユニット２０について説明する。マニホールドユニット２０は、図３から図６に示されるように、主室２１と、金属部材２２と、電極２３と、集電部材１３１と、金属弾性部材１３２と、電極支持部材１３３と、電解液供給流路４と、電解液回収流路５と、外部供給流路２４と、外部回収流路２５と、を備えている。

主室２１は、互いに対向する第一開口部２１ａと第二開口部２１ｂとを有している。第一開口部２１ａは略矩形状である。第二開口部２１ｂは、略矩形状であり、第一開口部２１ａと対向している。

金属部材２２は、第一開口部２１ａを覆うように第一開口部２１ａに配置されている。金属部材２２は、隣接する電解セル１０の陰極室１４と接する。金属部材２２が陰極室１４と接する場合、金属部材２２は、ニッケル（Ｎｉ）を含んで構成される金網である。金属部材２２は、鉄（Ｆｅ）を含むステンレス鋼から構成される金網であってもよい。

電極２３は、第二開口部２１ｂを覆うように第二開口部２１ｂに配置されている。電極２３は、隣接する電解セルを介して陰極端子７と接続され、陰極として機能する。電極２３が陰極として機能する場合、電極２３は、例えば、チタン板であってもよい。電極２３は、表面に、ルテニウム、イリジウム、チタン、及びニッケルの少なくとも１つの元素を成分とする酸化物を被覆することにより製造されてもよい。

集電部材１３１は、電極２３に沿って備えられている。集電部材１３１は、電極２３の集電効果を高める。本実施形態では、集電部材１３１は、板状であり、電極２３の表面と略平行に配置されている。集電部材１３１は、金属弾性部材１３２を介して、電極２３に対して電気的に接続されている。

金属弾性部材１３２は、電極２３と集電部材１３１との間に備えられている。金属弾性部材１３２は、陰極室１４側の集電部材１３１の表面上に備えられていてもよい。このように構成すると、電解槽１が組み立てられた際に、マニホールドユニット２０の電極２３が隔膜３０に押し付けられる。このため、電極２３と電解セル１０に設けられている陽極１１又は陰極１３との間の距離を短くすることができ、電力消費量を抑えることができる。

電極支持部材１３３は、金属部材２２と電極２３との間に備えられている。電極支持部材１３３は、金属部材２２及び電極２３に対して略垂直に配置されている。電極支持部材１３３により、電極２３が支持される。

電解液供給流路４は、電解液を電解セル１０に供給する流路である。マニホールドユニット２０は、電解液供給流路４と連通する開口部を２以上有している。電解セル１０は、第一供給流路４１及び第二供給流路４２を有している。電解液供給流路４は、第三供給流路４３及び第四供給流路４４を有している。第三供給流路４３及び第四供給流路４４は、電解液供給流路４として機能する。

第一供給流路４１は、陽極室１２に電解液を供給する流路である。電解液は、第一供給流路４１を通り陽極室１２に供給される。第一供給流路４１は、陽極室１２において、陽極１１と陰極１３とが対向する方向に対して交差する方向における一方の側面に設けられている。

第二供給流路４２は、陰極室１４に電解液を供給する流路である。第二供給流路４２は、陰極室１４に電解液を供給する流路である。電解液は、第二供給流路４２を通り陰極室１４に供給される。第二供給流路４２は、陰極室１４において、陽極１１と陰極１３とが対向する方向に対して交差する方向における一方の側面に設けられている。

第三供給流路４３は、複数の第一供給流路４１を連通する流路である。第一供給流路４１と第三供給流路４３とは連通している。第四供給流路４４は、複数の第二供給流路４２を連通する流路である。第二供給流路４２と第四供給流路４４とは連通している。

電解液回収流路５は、電解液を電解セル１０から回収する流路である。マニホールドユニット２０は、電解液回収流路５と連通する開口部を２以上有している。電解セル１０は、第一回収流路５１及び第二回収流路５２を有している。電解液回収流路５は、第三回収流路５３及び第四回収流路５４を有している。第三回収流路５３及び第四回収流路５４は、電解液回収流路５として機能する。

第一回収流路５１は、陽極室１２から電解液を回収する流路である。電解液は、第一回収流路５１を通り陽極室１２から回収される。第一回収流路５１は、陽極室１２において、陽極１１と陰極１３とが対向する方向と交差する方向における他方の側面に設けられている。

第二回収流路５２は、陰極室１４から電解液を回収する流路である。第二回収流路５２は、陰極室１４から電解液を回収する流路である。電解液は、第二回収流路５２を通り陰極室１４から回収される。第二回収流路５２は、陰極室１４において、陽極１１と陰極１３とが対向する方向に対して交差する方向における他方の側面に設けられている。

第三回収流路５３は、複数の第一回収流路５１を連通する流路である。第一回収流路５１と第三回収流路５３とは連通している。第四回収流路５４は、複数の第二回収流路５２を連通する流路である。第二回収流路５２と第四回収流路５４とは連通している。

外部供給流路２４は、電解液供給流路４として機能する。外部供給流路２４は、第三供給流路４３と第四供給流路４４と連通している。外部供給流路２４は、第一開口部２１ａと第二開口部２１ｂとが対向する方向に対して交差する方向に設けられている。外部供給流路２４は、マニホールドユニット２０に接続される管状の部材によって形成された空間であってもよい。マニホールドユニット２０は、外部供給流路２４として機能する流路を複数備えていてもよい。この場合、複数の流路は、第三供給流路４３と第四供給流路４４とにそれぞれ連通していてもよい。

外部回収流路２５は、電解液回収流路５として機能する。外部回収流路２５は、第三回収流路５３と第四回収流路５４と連通している。外部回収流路２５は、第一開口部２１ａと第二開口部２１ｂとが対向する方向に対して交差する方向に設けられている。外部回収流路２５は、外部回収流路２５の中心軸と、外部供給流路２４の中心軸とが略同一方向に向くように設けられている。外部回収流路２５は、マニホールドユニット２０に接続される管状の部材によって形成された空間であってもよい。マニホールドユニット２０は、外部回収流路２５として機能する流路を複数備えていてもよい。この場合、複数の流路は、第三回収流路５３と第四回収流路５４とにそれぞれ連通していてもよい。

ここで、図７を参照して、マニホールドユニット２０の変形例について説明する。図７は、マニホールドユニットの断面構成を説明するための図である。図７は、マニホールドユニット２０の図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面構成に対応する。以下、上述したマニホールドユニット２０との重複説明は省略し、相違点を中心に説明する。

金属部材２６は、第一開口部２１ａを覆うように第一開口部２１ａに配置されている。金属部材２６は、隣接する電解セル１０の陽極室１２と接してもよい。金属部材２６が陽極室１２と接する場合、金属部材２６は、例えば、チタン又はニッケルからなる板であってもよい。電極２３は、表面に、ルテニウム、イリジウム、チタン、及びニッケルの少なくとも１つの元素を成分とする酸化物を被覆することにより製造されてもよい。

集電部材１３１は、金属部材２６に沿って備えられていてもよい。集電部材１３１は、金属部材２６の集電効果を高める。本変形例では、集電部材１３１は、板状であり、金属部材２６の表面と略平行に配置されている。集電部材１３１は、金属弾性部材１３２を介して、金属部材２６に対して電気的に接続されている。

金属弾性部材１３２は、金属部材２６と集電部材１３１との間に備えられている。金属弾性部材１３２は、陽極室１２側の集電部材１３１の表面上に備えられていてもよい。このように構成すると、電解槽１が組み立てられた際に、マニホールドユニット２０の金属部材２６が隣接する電解セル１０の陽極１１に押し付けられる。このため、金属部材２６と電解セル１０に設けられている陽極１１との間の距離を短くすることができ、電力消費量を抑えることができる。

電極支持部材１３３は、金属部材２６と電極２７との間に備えられている。電極支持部材１３３は、金属部材２６及び電極２７に対して略垂直に配置されている。電極支持部材１３３により、金属部材２６が支持される。

電極２７は、第二開口部２１ｂを覆うように第二開口部２１ｂに配置されている。電極２７は、隣接する電解セルを介して陽極端子６と接続され、陽極として機能してもよい。電極２７が陽極として機能する場合、電極２７は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）を含んで構成される金網であってもよい。電極２７は、鉄（Ｆｅ）を含むステンレス鋼から構成される金網であってもよい。

ここで、図８を参照して、電解槽１における、電解液の流れについて説明する。図８は、本発明の第一実施形態に係る電解槽における電解液の流れを説明する図である。

図８に示されるように、マニホールドユニット２０は、電極２３に接する第一電解セル１０１と、金属部材２２に接する第二電解セル１０２と、の間に配置されている。隔膜３０は、第一電解セル１０１とマニホールドユニット２０との間に配置されている。金属部材２２は、第二電解セル１０２の陰極室１４と接している。電極２３は、隔膜３０を介して、第一電解セル１０１の陽極室１２と接している。第一電解セル１０１及び第二電解セル１０２は、電解セル１０である。

本実施形態によれば、主室２１は、互いに対向する第一開口部２１ａと第二開口部２１ｂとを有している。金属部材２２，２６は、第一開口部２１ａを覆うように第一開口部２１ａに配置されている。電極２３，２７は、第二開口部２１ｂを覆うように第二開口部２１ｂに配置されている。マニホールドユニット２０が電解セル１０と電解セル１０との間に設けられている電解槽１では、マニホールドユニット２０の電解液供給流路４から電解セル１０へ電解液が供給される。このように構成することにより、マニホールドユニット２０は、隣接する電解セル１０に電解液を供給することができる。マニホールドユニット２０は、電解液回収流路５により、隣接する電解セル１０から電解液を回収することができる。よって、マニホールドユニット２０により、電解液の供給が効率的に行われる。

本実施形態によれば、集電部材１３１により電極２３，２７の集電効果が高められる。電極支持部材１３３によって電極２３，２７が支持されるため、電極２３，２７を保護することができる。

本実施形態によれば、電解液を外部供給流路２４から供給することにより、電解セル１０における陽極１１と陰極１３とが対向する距離が、マニホールドユニット２０における金属部材２２，２６と電極２３，２７との距離よりも短い場合であっても、外部供給流路２４から電解槽１に電解液を供給することが可能となる。

本実施形態によれば、電解液を外部回収流路２５から回収することにより、電解セル１０における陽極１１と陰極１３とが対向する距離が、マニホールドユニット２０における金属部材２２，２６と電極２３，２７との距離よりも短い場合であっても、外部回収流路２５から電解槽１内の電解液を回収することができる。

本実施形態によれば、主室２１には、隣接する電解セルの陰極室１４から電解液が供給される。電極２３は、陰極端子７と接続され、陰極として機能する。このため、主室２１は、金属部材２２が隣接する電解セル１０の陰極１３と接することにより電流が導通され、陰極室１４として機能する。主室２１は電解液が供給された隣接する電解セル１０の陰極室１４と同様に機能する。

（第二実施形態）
図９を参照して、本発明の第二実施形態に係る電解槽について説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る電解槽における電解液の流れを説明する図である。

第二実施形態に係る電解槽１では、電解セル１０とマニホールドユニット２０とが配置されている位置関係を除いて、第一実施形態に係る電解槽１と同様である。以下、第一実施形態との重複説明は省略し、相違点を中心に説明する。第二実施形態において、電解槽１は、図７に示されるマニホールドユニット２０を備えている。

図９に示されるように、マニホールドユニット２０は、金属部材２６に接する第一電解セル１０１と、電極２７に接する第二電解セル１０２と、の間に配置されている。金属部材２６は、第一電解セル１０１の陽極室１２と接している。隔膜３０は、第二電解セル１０２とマニホールドユニット２０との間に配置されている。電極２７は、隔膜３０を介して、第二電解セル１０２の陰極室１４と接している。第一電解セル１０１及び第二電解セル１０２は、電解セル１０である。

本実施形態によれば、電解槽１には、電解セル１０と電解セル１０との間にマニホールドユニット２０が設けられる。マニホールドユニット２０は、隣接する電解セル１０と接触することにより電流が導通され、陽極室１２として機能する。すなわち、マニホールドユニット２０の金属部材２６が隣接する電解セル１０の陽極１１と接するため、マニホールドユニット２０の主室２１は陽極室１２として機能する。このため、電解セル１０と電解セル１０との間にマニホールドユニット２０を装着することができる。電解槽１において、電解セル１０と電解セル１０との間にマニホールドユニット２０が設けられている場合、主室２１には、隣接する電解セルの陽極室１２から電解液が供給される。このため、マニホールドユニット２０に電解液を供給することが可能となる。主室２１は電解液が供給された隣接する電解セル１０の陽極室１２と同様に機能する。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得る。

上述した実施形態では、マニホールドユニット２０において、電解セル１０における隔壁１５に相当する部材は、必ずしも必須の構成要素でない。このため、マニホールドユニット２０は、陽極室１２と陰極室１４とが区分けされない構成を説明したが、これに限定されない。

上述した実施形態では、電解セル１０における陽極１１と陰極１３とが対向する距離が、マニホールドユニット２０における金属部材２２と電極２３とが対向する距離よりも短い場合であっても、外部供給流路２４から電解液を供給することが可能となる。上述した実施形態では、電解セル１０における陽極１１と陰極１３とが対向する距離が、マニホールドユニット２０における金属部材２２と電極２３とが対向する距離よりも短い場合であっても、外部回収流路２５から電解液を回収することが可能となる。

１…電解槽、３…循環ポンプ、４…電解液供給流路、５…電解液回収流路、６…陽極端子、７…陰極端子、１０…電解セル、２０…マニホールドユニット、２１…主室、２１ａ…第一開口部、２１ｂ…第二開口部、２２，２６…金属部材、２３，２７…電極、３０…隔膜、Ｐ…プレス器。

Claims (4)

1. 複極式構造の電解槽が備える複数の電解セルの間に配置されるマニホールドユニットであって、
   互いに対向する第一開口部と第二開口部とを有する主室と、
   前記第一開口部を覆うように前記第一開口部に配置された金属部材と、
   前記第二開口部を覆うように前記第二開口部に配置された電極と、
   前記電解槽に電解液を供給する外部供給通路と、
   前記電解槽から電解液を回収する外部回収通路と、
   前記外部供給通路に接続されると共に当該マニホールドユニットの両側に位置する前記電解セルが備える供給流路に接続され、前記外部供給通路から当該マニホールドユニットの両側に位置する前記電解セルに電解液を供給する電解液供給流路と、
   前記外部回収通路に接続されると共に当該マニホールドユニットの両側に位置する前記電解セルが備える回収流路に接続され、当該マニホールドユニットの両側に位置する前記電解セルから前記外部回収通路に電解液を回収する電解液回収流路と、を備え、
   前記金属部材及び前記電極のうち一方は金網であり、前記金属部材及び前記電極のうち他方は板である、マニホールドユニット。
2. 集電部材と、
   前記電極を支持する電極支持部材と、を更に備え、
   前記電極支持部材は、前記電極と前記金属部材との間に配置されている請求項１に記載のマニホールドユニット。
3. 請求項１又は２に記載のマニホールドユニットと、
   陽極が設けられた陽極室と、陰極が設けられた陰極室と、前記陽極室と前記陰極室とを隔てる隔壁と、前記陽極室に電解液を供給する第一供給流路と、前記陰極室に電解液を供給する第二供給流路と、前記陽極室から電解液を回収する第一回収流路と、前記陰極室から電解液を回収する第二回収流路と、を有する第一及び第二の電解セルと、
   を備え、
   前記マニホールドユニットは、第一電解セルと第二電解セルとの間に配置され、
   前記第一電解セルと前記マニホールドとの間に隔膜が配置され、
   前記金属部材は、前記第二電解セルの前記陽極室及び前記陰極室の何れか一方と接し、
   前記電極は、前記隔膜を介して、前記第一電解セルの前記陽極室及び前記陰極室の何れか一方と接し、
   前記電解液供給流路は、第三供給流路及び第四供給流路を有し、
   前記電解液回収流路は、第三回収流路及び第四回収流路を有し、
   前記第一及び第二の電解セルの前記第一供給流路と前記マニホールドユニットの前記第三供給流路とは連通し、
   前記第一及び第二の電解セルの前記第二供給流路と前記マニホールドユニットの前記第四供給流路とは連通し、
   前記第一及び第二の電解セルの前記第一回収流路と前記マニホールドユニットの前記第三回収流路とは連通し、
   前記第一及び第二の電解セルの前記第二回収流路と前記マニホールドユニットの前記第四回収流路とは連通している電解槽。
4. 前記金属部材は、隣接する前記第二電解セルの前記陰極室と接しており、
   前記電極は、前記隔膜を介して、前記第一電解セルの前記陽極室と接している請求項３に記載の電解槽。

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