JP6484875B1 - Vertical electrolyzer - Google Patents
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Abstract
【課題】縦型電解装置の組み立てにおいて工程を簡略化し、電解性能を良好に保つ。
【解決手段】円筒形状の外筒と、複数の電極板が積層された四角柱形状の電極モジュールと、積層の方向で電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠23と、一対の第一支持枠23を挟み込んで第一支持枠23と固定される一対の第二支持枠27とを有し、第一支持枠23は、矩形状の第一板部24と、第一板部24に一体形成され、軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部25と、を備え、第二支持枠27は、電極モジュールの軸方向の長さに対応する矩形状の第二板部28と、第二板部28に一体形成され、軸方向に所定間隔で配置された複数の第二鍔部29とを備え、固定した際、第一鍔部25と第二鍔部29とが組み合わさって、外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成される縦型電解装置を提供する。
【選択図】図3The present invention simplifies a process in assembling a vertical electrolyzer and maintains good electrolysis performance.
A cylindrical outer cylinder, a quadrangular prism-shaped electrode module in which a plurality of electrode plates are stacked, a pair of first support frames 23 sandwiching the electrode module in the stacking direction, and a pair of first support frames 23, and a pair of second support frames 27 fixed to the first support frame 23. The first support frame 23 is integrally formed with the rectangular first plate portion 24 and the first plate portion 24. A plurality of first flange portions 25 arranged at predetermined intervals in the axial direction, and the second support frame 27 includes a rectangular second plate portion 28 corresponding to the length of the electrode module in the axial direction. And a plurality of second flanges 29 formed integrally with the second plate portion 28 and arranged at predetermined intervals in the axial direction. When fixed, the first flange 25 and the second flange 29 are combined. A vertical electrolysis apparatus in which a circular flange having a diameter substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder and a slightly smaller diameter is formed. Subjected to.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、縦型電解装置に関する。 The present invention relates to a vertical electrolytic apparatus.
電解装置として、電解槽を鉛直方向に配置、すなわち縦配置として省スペース化を図った縦型電解装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。縦型電解装置は、装置の組み立ての際、円筒形状の外筒を鉛直方向に立て、外筒の上方から電極モジュールを挿入して形成する。当該挿入の際には、電極モジュールの損傷を防止するため、電極モジュールの周囲を電極支持枠で覆って挿入する。そして、当該挿入の際、外筒の内側で電極モジュールがガタつかないよう、電極支持枠と外筒の間には、別途、補強材が配置される。 As an electrolyzer, a vertical electrolyzer is known in which an electrolytic cell is arranged in a vertical direction, that is, a vertical arrangement is made to save space (for example, see Patent Document 1). The vertical electrolyzer is formed by assembling a cylindrical outer cylinder in the vertical direction and inserting an electrode module from above the outer cylinder. At the time of the insertion, in order to prevent damage to the electrode module, the periphery of the electrode module is inserted with an electrode support frame. In addition, a reinforcing material is separately disposed between the electrode support frame and the outer cylinder so that the electrode module does not rattle inside the outer cylinder during the insertion.
しかし、従来の縦型電解装置では、補強材は、電極モジュールのガタつき防止の目的で設置されていたため、外筒の内壁と電極支持枠との間に点在していた。このため、外筒の内壁と電極支持枠の間には鉛直方向に流路ができ、縦型電解装置で電気分解する対象の液体は、電極モジュールの内部のみならず、外筒と電極支持枠の間も流れる可能性があった。すなわち、電気分解の性能に影響を及ぼす可能性があった。
また、補強材は、装置の組み立ての際、外筒と電極支持枠との間に設置していたため、工程が煩雑であった。
However, in the conventional vertical electrolyzer, the reinforcing material is disposed for the purpose of preventing the backlash of the electrode module, and therefore, the reinforcing material is scattered between the inner wall of the outer cylinder and the electrode support frame. Therefore, there is a vertical flow path between the inner wall of the outer cylinder and the electrode support frame, and the liquid to be electrolyzed by the vertical electrolyzer is not only inside the electrode module, but also the outer cylinder and the electrode support frame. There was also the possibility of flowing during. That is, there is a possibility of affecting the electrolysis performance.
Moreover, since the reinforcing material was installed between the outer cylinder and the electrode support frame when the apparatus was assembled, the process was complicated.
この発明は、縦型電解装置の組み立て工程を簡略化することができ、また、電気分解の性能を良好に保つことができる縦型電解装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a vertical electrolytic device that can simplify the assembly process of the vertical electrolytic device and can maintain good electrolysis performance.
本発明の縦型電解装置は、円筒形状の外筒と、前記外筒の内部に収容され、複数の電極板が積層された四角柱形状の電極モジュールであって、前記積層の方向が前記外筒の中心軸と垂直となるように配置される電極モジュールと、前記積層の方向で前記電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠と、前記積層の方向に垂直な方向で前記一対の第一支持枠を挟み込んで前記第一支持枠と固定される一対の第二支持枠と、を有し、前記第一支持枠は、前記電極モジュールの前記中心軸の軸方向の長さに対応する矩形状の第一板部と、前記第一板部に一体形成され、前記軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部と、を備え、前記第二支持枠は、前記電極モジュールの前記軸方向の長さに対応する矩形状の第二板部と、前記第二板部に一体形成され、前記軸方向に前記所定間隔で配置された複数の第二鍔部と、を備え、前記固定した際、前記第一鍔部と前記第二鍔部とが組み合わさって、前記外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成され、前記外筒の前記軸方向一方側から導入され、且つ、前記一対の第一支持枠及び前記一対の第二支持枠の間を流通する液体に対して、前記電極モジュールが電気分解を行うことを特徴とする。 The vertical electrolysis device of the present invention is a rectangular cylinder-shaped electrode module in which a cylindrical outer cylinder and a plurality of electrode plates are stacked inside the outer cylinder, the stacking direction being the outer An electrode module disposed perpendicular to the central axis of the cylinder, a pair of first support frames sandwiching the electrode module in the stacking direction, and the pair of first supports in a direction perpendicular to the stacking direction A pair of second support frames that are fixed to the first support frame with a frame interposed therebetween, and the first support frame has a rectangular shape corresponding to an axial length of the central axis of the electrode module A first plate portion, and a plurality of first flange portions integrally formed on the first plate portion and arranged at predetermined intervals in the axial direction, wherein the second support frame is the electrode module of the electrode module A rectangular second plate portion corresponding to the length in the axial direction, and an integral type with the second plate portion A plurality of second flanges arranged at the predetermined intervals in the axial direction, and when the first flange and the second flange are combined, A circular flange having a diameter substantially the same as the inner diameter and a slightly smaller diameter is formed, introduced from one axial side of the outer cylinder, and the pair of first support frames and the pair of second The electrode module performs electrolysis on the liquid flowing between the support frames.
このような構成によれば、第一支持枠の第一板部と第一鍔部とが一体形成されているため、縦型電解装置の組み立て工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
また、第一鍔部と第二鍔部とによって、外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成されることによって、当該組み立て工程の際に電極モジュールを保護するとともに、組み立て後の電極モジュールのガタつきを防止できる。
さらに、第一鍔部と第二鍔部が円形の鍔部を形成することで、外筒の内壁と第一支持枠または第二支持枠との間に、電気分解の性能に影響を与えうる液体の流路が形成されるのを実質的に防止でき、これにより、縦型電解装置の電気分解の性能を向上することができる。
According to such a configuration, since the first plate portion and the first flange portion of the first support frame are integrally formed, the assembly process of the vertical electrolytic device can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. .
In addition, the first collar part and the second collar part form a circular collar part having a diameter substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder and a slightly smaller diameter, so that the electrode module can be used during the assembly process. Can be prevented, and rattling of the electrode module after assembly can be prevented.
Furthermore, since the first collar part and the second collar part form a circular collar part, the electrolysis performance can be affected between the inner wall of the outer cylinder and the first support frame or the second support frame. The formation of a liquid flow path can be substantially prevented, thereby improving the electrolysis performance of the vertical electrolyzer.
上記縦型電解装置において、前記外筒の前記軸方向の中央よりも上方に配置された前記鍔部のうち少なくとも一つの鍔部に設置され、前記鍔部と前記外筒の内周面との間を埋める弾性部を有してよい。
このような構成によれば、弾性部により、鍔部と外筒との間のガタつきをさらに効果的に防止することができる。また、鍔部と外筒の隙間が弾性部で埋められることで、縦型電解装置の電気分解の性能をさらに向上することができる。
In the vertical electrolysis device, the outer electrolysis device is installed in at least one flange portion of the flange portions disposed above the axial center of the outer cylinder, and the flange portion and the inner peripheral surface of the outer cylinder You may have the elastic part which fills a space.
According to such a structure, the play between the collar part and the outer cylinder can be more effectively prevented by the elastic part. Moreover, the electrolysis performance of the vertical electrolyzer can be further improved by filling the gap between the collar portion and the outer cylinder with the elastic portion.
上記縦型電解装置において、前記弾性部は、前記軸方向において、前記弾性部の上方と下方とを連通させる開口を有してよい。
このような構成によれば、電気分解に伴って発生するガスが縦型電解装置の内部に溜まるのを防止し、縦型電解装置の安全性を向上させることができる。
In the vertical electrolysis device, the elastic part may have an opening that allows communication between an upper part and a lower part of the elastic part in the axial direction.
According to such a configuration, it is possible to prevent the gas generated accompanying the electrolysis from accumulating inside the vertical electrolyzer, and to improve the safety of the vertical electrolyzer.
上記縦型電解装置において、前記開口は、前記弾性部の外周に形成され、周方向の幅が8mm以上12mm以下、径方向の深さが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きであってよい。
このような構成によれば、より電気分解の性能を向上させつつ、電極モジュールで電気分解される液体の種類によって、例えば水素ガス等のガスが発生する場合においても、装置外部へ速やかに排出することができるので、より性能が優れ且つ安全性の高い縦型電解装置を提供することができる。
In the above vertical electrolytic device, the opening may be a notch formed in the outer periphery of the elastic part, having a width in the circumferential direction of 8 mm to 12 mm and a depth in the radial direction of 2 mm to 4 mm.
According to such a configuration, even when gas such as hydrogen gas is generated depending on the type of liquid that is electrolyzed by the electrode module while further improving electrolysis performance, it is quickly discharged to the outside of the apparatus. Therefore, it is possible to provide a vertical electrolyzer with higher performance and higher safety.
上記縦型電解装置において、前記第一支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第一鍔部及び前記第一板部と一体形成された第一リブをさらに備え、前記第二支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第二鍔部及び前記第二板部と一体形成された第二リブをさらに備えてよい。
このような構成によれば、第一支持枠及び第二支持枠の変形を防止するとともに強度を増加させ、電極モジュールをより効果的に保護することができる。従って、縦型電解装置の電気分解の性能を向上させるとともに、安全性を向上させることができる。
In the vertical electrolysis device, the first support frame further includes a first rib integrally formed with the first flange portion and the first plate portion adjacent to each other in the axial direction, and the second support frame includes: You may further provide the 2nd rib integrally formed with the said 2nd collar part and said 2nd board part adjacent to the said axial direction.
According to such a configuration, it is possible to prevent the deformation of the first support frame and the second support frame, increase the strength, and more effectively protect the electrode module. Therefore, the electrolysis performance of the vertical electrolyzer can be improved and the safety can be improved.
本発明によれば、縦型電解装置の組み立てにおいて工程を簡略化することができ、また、電解性能を良好に保つことができる縦型電解装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a process can be simplified in the assembly of a vertical electrolyzer, and the vertical electrolyzer which can maintain favorable electrolysis performance can be provided.
本発明の縦型電解装置は、海水等を電気分解する海洋生物付着防止装置(無機電解合成装置)や、ADCA(アジゾカルボンアミド)などを合成するために尿素含有水等の所定の液体を電気分解する有機電解合成装置など、電気分解する対象の液体がいかなる液体であっても、使用することが可能である。 The vertical electrolyzer of the present invention uses a predetermined liquid such as urea-containing water to synthesize marine organism adhesion prevention device (inorganic electrolytic synthesizer) that electrolyzes seawater or the like, ADCA (azizocarbonamide), or the like. Any liquid can be used as the liquid to be electrolyzed, such as an organic electrolytic synthesis apparatus that performs electrolysis.
本発明の実施形態の縦型電解装置1について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、縦型電解装置1を海洋生物付着防止装置に使用する例を示す。このため、電気分解する対象の液体Wは、海水(または塩水)として説明をする。縦型電解装置1を例えば有機電解合成装置として使用する場合は、液体Wが所定の液体となることはいうまでもない。
図1は、縦型電解装置の鉛直方向の透視図であり、後述の第一支持枠23の表面全体が見える状態の透視図である。図2は、後述の電解槽本体2の水平方向の透視図である。
A
FIG. 1 is a perspective view in the vertical direction of the vertical electrolysis device, and is a perspective view in a state where the entire surface of a
なお、ここでは、縦型電解装置1は鉛直方向に直立した配置、すなわち外筒7の中心軸が鉛直になるように縦配置に設置した場合を例として説明するが、これに限らず、上部蓋10を下部蓋8より上方に配置しつつ縦型電解装置1を鉛直方向から所定の角度だけ傾けた斜め配置に設置して、液体Wの電気分解(電解)を行ってもよい。例えば、縦型電解装置1を縦配置で組み立てた後、斜め配置に設置して、縦型電解装置1の運転、すなわち電気分解を行ってもよい。当該斜め配置は、ここでは、縦型電解装置1の外筒7の中心軸が水平面から傾きをもった角度となるように、縦型電解装置を斜めに配置した状態を意味するので、例えば水平面から数度の角度、例えば5°程度の角度だけ当該中心軸が傾いた配置、すなわち実質的に横配置(実質的に水平な配置)も包含する概念である。
言い換えれば、本発明の「縦型電解装置」は、「縦型」と名付けているものの、縦配置または斜め配置(実質的な横配置)に設置されて、液体Wの電気分解を行う電解装置である。
Here, the
In other words, the “vertical electrolyzer” of the present invention is named “vertical”, but is installed in a vertical arrangement or an oblique arrangement (substantially horizontal arrangement) to perform electrolysis of the liquid W. It is.
図1に示すように、縦型電解装置1は、海水(または塩水)Wが導入される流入口9を備えた下部蓋8と、海水(または塩水)Wが排出される流出口11を備えた上部蓋10と、下部蓋8と上部蓋10に鉛直方向(軸方向DA)から挟まれて接続された電解槽本体2とを有している。一対の正極棒15Aは、電解槽本体2の内部に配置される後述の電極モジュール3の正極に電気的に接続され、上部蓋10から縦型電解装置1の外部へ鉛直方向かつ上方に突出している。また、一対の負極棒15Bは、電極モジュール3の負極に電気的に接続され、下部蓋8から縦型電解装置1の外部へ鉛直方向かつ下方に突出している。これら電極棒(正極棒15A、負極棒15B)は、縦型電解装置1を外部の装置に電気的に接続するための外部端子となる。
海水(または塩水)Wは、縦型電解装置1の鉛直方向(軸方向DA)の下方、すなわち下部蓋8の流入口9に流入し、電解槽本体2の内部を上方に向かって流れ、縦型電解装置1の鉛直方向(軸方向DA)の上方、すなわち上部蓋10の流出口11から流出する。そして、電解槽本体2の内部を通る間に、電解槽本体2に配置された後述の電極モジュール3によって海水(または塩水)Wが電気分解される。
As shown in FIG. 1, the
Seawater (or salt water) W flows in the vertical direction (axial direction DA) of the
図2に示すように、電解槽本体2は、中心軸が鉛直方向(軸方向DA)に延存し且つ両端が開口する円筒形状の外筒7と、外筒7の内部に収容された電極支持枠(第一支持枠23、第二支持枠27)及び電極モジュール3を備えている。
As shown in FIG. 2, the electrolytic cell
外筒7は、例えば、金属製または強化プラスチック製の管である。電極支持枠4は、電気絶縁性の材料で形成された、例えば強化プラスチック製の一対の第一支持枠23と一対の第二支持枠27を備えている。電極支持枠4については、図3を用いて後ほど詳述する。
The
電極モジュール3は、複数の矩形状の電極板18が積層された四角柱形状の電極モジュールである。電極板18は、1枚の電極板に陽極(正極)と陰極(負極)の両方が形成されたバイポーラ型の電極板である。なお、ここでは、バイポーラ型の電極板を例に挙げるが、これに限らず、1枚の電極板に陽極または陰極の一方のみが形成されたモノポーラ型の電極板を使用してもよい。いずれの型の電極板であっても、陽極と陰極が交互に向い合うように積層方向DLに向かって電極板が順次積層される。海水(または塩水)Wを上記中心軸方向に流して電気分解を行うため、積層方向DLは水平方向であり、上記中心軸と垂直、言い換えれば軸方向DAと垂直の位置関係にある。
The
図2に示すように、複数の電極板18は、電気的に短絡しないように、環状スペーサ21によって所定の間隔を隔てて互いに平行に配置される。この、複数の電極板18が環状スペーサ21によって所定の間隔を隔てて互いに平行な配置を、本発明の実施形態においては電極板18が積層された状態として取り扱う。
As shown in FIG. 2, the plurality of
そして、電極モジュール3は、積層方向DLで一対の第一支持枠23によって挟み込まれ、プラスチック等の電気絶縁性の材料によって形成されたボルト22Aとナット22Bによって、一対の第一支持枠23に固縛される。また、水平面において積層方向DLと垂直な方向から、一対の第二支持枠27で一対の第一支持枠23を挟み込み、プラスチック等の電気絶縁性の材料によって形成されたボルト32で第一支持枠23と第二支持枠27を固定する。具体的には、第一支持枠23の第一板部24の端面に形成されているネジ穴24aに、第二支持枠27の第二板部28に形成されている貫通孔に挿入されたボルト32が締結されることで、第一支持枠23と第二支持枠27とが固定される。
The
これにより、水平面において、電極モジュール3の周囲は、鉛直方向の上方から下方まで、電極支持枠4により全て覆われるので、電極支持枠4に固縛された電極モジュール3を外筒7に挿入する際、電極板18が外筒7の内壁に接触して生じうる損傷を気にすることなく、容易に挿入・組立作業を行うことができる。
Thereby, in the horizontal plane, the periphery of the
図3は、電極支持枠4の分解斜視図である。第一支持枠23は、外筒7の中心軸の軸方向DAにおける電極モジュール3の長さに対応する矩形状の第一板部24と、第一板部24に一体形成され、軸方向DAに沿って所定間隔で配置された板状の複数の第一鍔部25と、当該複数の第一鍔部25のうち、隣接する2つの第一鍔部25と第一板部24とに一体形成された板状の第一リブ26を備えている。なお、第一板部24の水平方向の長さ(幅方向の長さ)は、電極モジュール3の水平方向の長さ(幅方向の長さ)に対応している。
FIG. 3 is an exploded perspective view of the
第一鍔部25は、第一鍔部25の主面が外筒7の中心軸及び第一板部24の主面と直交するように、第一板部24の外側の面(電極モジュール3が配置される第一板部24の面とは反対側の面)に配置されている。第一鍔部25の外形は、第一板部24の主面に沿う第一辺33と、第一辺33と直交する一対の第二辺34と、鍔部14の外周をなす第一縁35とで構成される外形である。第一板部24と第一鍔部25とは、例えば接着により一体に形成されている。
The
第一リブ26は、第一リブ26の主面が第一板部24の主面及び第一鍔部25の主面と直交するように配置されている。第一リブ26は、第一板部24及び第一鍔部25と、例えば接着により一体に形成されている。なお、図1、図2、図3では、第一リブ26は、隣接する第一鍔部25の間に2つ形成されているが、これに限らず、設計に応じて、1つ形成するだけの場合や、3つ以上形成する場合があってもよい。
The
第一リブ26が設けられることで、第一支持枠23の変形が防止され、且つ、第一支持枠23の強度を増すことができる。第一リブ26を多数形成するほど第一支持枠23の強度を増すことができ、電極モジュール3をより効果的に保護することができる。ただし、第一リブ26を多数形成するほど製造コストが増すので、費用対効果を鑑みて、適切な数の第一リブ26が形成される。
By providing the
また、第一鍔部25及び第一リブ26は、例えば、第一板部24と同じ材質及び厚みの板状部材とすることができる。この場合、第一板部24と同じ材質及び厚みの部材を使用することができるので、製造コストを低減することができる。
なお、設計上、第一リブ26がなくとも第一支持枠23の変形がなく、また、第一リブ26がなくとも第一支持枠23の強度を保つことができる場合には、第一支持枠23に第一リブ26を形成する必要はない。この場合、第一支持枠23に形成される第一リブ26の数は「0」となる。
Moreover, the
If the
第二支持枠27は、外筒7の中心軸の軸方向DAにおける電極モジュール3の長さに対応する矩形状の第二板部28と、第二板部28に一体形成され、軸方向DAに沿って所定間隔で配置された板状の複数の第二鍔部29と、当該複数の第二鍔部29のうち、隣接する2つの第二鍔部29と第二板部28とに一体形成された板状の第二リブ30を備えている。なお、第二板部28の水平方向の長さ(幅方向の長さ)は、電極モジュール3の積層方向DLの長さ(水平方向かつ幅方向の長さ)に対応している。
The
第二鍔部29は、第二鍔部29の主面が外筒7の中心軸及び第二板部28の主面と直交するように、第二板部28の外側の面(電極モジュール3が配置される第二板部28の面とは反対側の面)に配置されている。第二鍔部29の外形は、第二板部28の主面に沿うとともに、第一鍔部25の第二辺34と接する第三辺36と、鍔部14の外周をなす第二縁37とで構成される外形である。第二板部28と第二鍔部29とは、例えば接着により一体に形成されている。
The
第二リブ30は、第二リブ30の主面が第二板部28の主面及び第二鍔部29の主面と直交するように配置されている。第二リブ30は、第二板部28及び第二鍔部29と、例えば接着により一体に形成されている。なお、図1、図2、図3では、第二リブ30は、隣接する第二鍔部29の間に2つ形成されているが、これに限らず、設計に応じて、1つ形成するだけの場合や、3つ以上形成する場合があってもよい。
The
第二リブ30が設けられることで、第二支持枠27の変形が防止され、且つ、第二支持枠27の強度を増すことができる。第二リブ30を多数形成するほど第二支持枠27の強度を増すことができ、電極モジュール3をより効果的に保護することができる。ただし、第二リブ30を多数形成するほど製造コストが増すので、費用対効果を鑑みて、適切な数の第二リブ30が形成される。
By providing the
また、第二鍔部29及び第二リブ30は、例えば、第二板部28と同じ材質及び厚みの板状部材とすることができる。この場合、第二板部28と同じ材質及び厚みの部材を使用することができるので、製造コストを低減することができる。
なお、設計上、第二リブ30がなくとも第二支持枠27の変形がなく、また、第二リブ30がなくとも第二支持枠27の強度を保つことができる場合には、第二支持枠27に第二リブ30を形成する必要はない。この場合、第二支持枠27に形成される第二リブ30の数は「0」となる。
Moreover, the
If the
電極支持枠4が形成される際、すなわち第一支持枠23と第二支持枠27とが互いに固定される際、第一鍔部25と第二鍔部29はそれぞれ上述した外形であるので、互いに組み合わさって、外筒7の内径(外筒7の内壁(内周面)の径)と実質的に同じ径であって、外筒7の内径よりもやや小さい径の円形の鍔部14が自動的に形成される。
この鍔部14は、従来技術のように、縦型電解装置の組み立ての際、外筒と電極支持枠との間に別途設置されていた補強材と異なり、当初から電極支持枠と一体形成されているため、組み立て工程が簡易になる。
When the
Unlike the reinforcing member that is separately installed between the outer cylinder and the electrode support frame when the vertical electrolytic apparatus is assembled as in the prior art, the
また、この鍔部14は、外筒7の内壁の径(外筒7の内径)と実質的に同一の径の円形形状をしているため、外筒7の内部で電極モジュール3がガタつくことが防止される。
さらに、この鍔部14が、当該鍔部の配置された位置における外筒7と電極支持枠4との水平方向の隙間を実質的に封じ、海水(または塩水)Wの流路の形成を妨げる邪魔板となるため、海水(または塩水)Wが当該隙間を流れにくくなる。言い換えれば、当該隙間の流路の形成を実質的に防止することができる。これにより、下部蓋8の流入口9から流入する海水(または塩水)Wは、実質的にその全てが電極支持枠4で囲われた電極モジュール3の内部を通過することになるので、電極モジュール3によって効率良く電気分解が行われる。すなわち、縦型電解装置1の電気分解の性能を向上することができる。
Further, since the
Further, the
図1に示すように、複数の鍔部14(第一支持枠23と第二支持枠27とが組み合わさって形成された部位)のうち、鉛直方向で最も上側の鍔部14には、鍔部14と外筒7の内壁(内周面)との間を埋める弾性部19が設けられている。図4及び図5に示すように、弾性部19は、その外径が鍔部14の外径より大きく、且つ、外筒7の内壁(内周面)の径(内径)と同一または当該内径よりやや大きい径(弾性部19が外筒7の内壁にやや接触する程度の径)の円形板状(または円形のシート状)の形状であり、その中央付近に貫通孔39が形成されている。貫通孔39は、電極支持枠4で覆った電極モジュール3に弾性部19を容易に挿通させることができるよう、弾性部19と電極支持枠4とが水平方向で干渉しないような形状に形成されている。弾性部19は、合成ゴムなどの弾性材料によって形成されている。
As shown in FIG. 1, among the plurality of flanges 14 (parts formed by combining the
縦型電解装置1を組み立てる際、電極支持枠4に固定された電極モジュール3は、鉛直方向に立てかけられた外筒7の上方から挿入されるが、弾性部19は最も上方に位置する鍔部14に設置されるので、この挿入の作業を容易にすることができる。また、弾性部19は弾性変形して、弾性部19が配置された水平面において、実質的に外筒7の内壁全体(実質的に内周面の全周)に密着することができる。従って、弾性部19が配置された水平面において、鍔部14と外筒7の内周面との間を弾性部19が埋めるので、先述した外筒7と電極支持枠4との隙間に電気分解の性能に影響を与えうる程度の流路が形成されることを、さらに効果的に防止することができる。
When the
なお、ここでは、弾性部19は、鉛直方向で最も上方に位置する鍔部14に設置される例を示したが、設計に応じて、外筒7の鉛直方向の少なくとも中央よりも上方の鍔部14に弾性部19を設置してもよい。仮に外筒7の鉛直方向の中央よりも下方に弾性部19が配置された場合、弾性部19が外筒7の内壁と接触して抵抗体となるため、上記挿入の作業を円滑に行うことができない可能性があるが、外筒7の鉛直方向の中央よりも上方の鍔部14に弾性部19を設置するので、上記挿入の作業の困難性を大幅に低減することができる。
Here, the example in which the
また、設計に応じて、外筒7の鉛直方向の少なくとも中央よりも上方の複数の鍔部14に弾性部19を設置してもよい。複数の鍔部14に弾性部19が設置されることで、外筒7の内部で電極モジュール3がガタつくことがさらに防止され、また、上記邪魔板の機能がさらに向上し、結果として縦型電解装置1の電気分解の性能をさらに向上することができる。
Moreover, you may install the
図5に示すように、弾性部19は、鍔部14と板状の固定板40との間に挟まれることによって、鍔部14に設置且つ固定されている。鍔部14と固定板40とは、例えば、図示しないボルトによって固定することができる。固定板40は、弾性部19を鍔部14の全体に実質的に均等の押圧で固定することができれば、1つのみの部品であっても複数の部品であってもよく、また、円形、半円形等、いかような形状とすることができる。
As shown in FIG. 5, the
図6に示すように、弾性部19は、鉛直方向(外筒7の中心軸の軸方向)で弾性部19の上方と下方とを連通させる開口41を有している。開口41は、弾性部19の外周に形成され、周方向の幅WIが8mm以上12mm以下、径方向の深さDが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きである。開口41は、弾性部19に均等間隔で例えば4箇所に設けられている。
As shown in FIG. 6, the
無機電解合成装置や有機電解合成装置として縦型電解装置1を使用した場合、電極モジュール3による電気分解で発火性または引火性のガス(水素や酸素等)が発生しうる。鍔部14と弾性部19が、当該鍔部の配置される位置における外筒7と電極支持枠4との水平方向の隙間を実質的に全て封じ、液体Wの流路の形成を妨げる邪魔板の機能を十分に発揮するので、液体Wは当該隙間を実質的にほとんど流れない。しかし、縦型電解装置1を縦配置に設置した場合または斜め配置に設置した場合のいずれの場合にも、当該ガスはその浮力で上部蓋10に向かって上方へ移動し、開口41を通過することができる。
When the
すなわち、外筒7と電極支持枠4の間の空間に存在するガスを上方に早期に移動させつつ、上部蓋10の流出口11から安全に排出することができる。従って、縦型電解装置1の内部に当該ガスが溜まって生じ得る不具合(縦型電解装置1の変形、発火等)を防止することができる。すなわち、縦型電解装置1の安全性を向上することができる。
なお、開口41は、周方向の幅WIを約10mm、径方向の深さDを約3mmとすることが好ましい。この微小な寸法の開口41で、水素や酸素等のガスは十分に排出可能である。
ここでは、開口41は、弾性部19の外周に形成された切欠きとして説明したが、鍔部14と弾性部19が上記邪魔板の機能を十分に発揮できるのであれば、開口41は弾性部19に形成された貫通孔であってもよい。また、開口41の数も、4箇所に限らず、3箇所以下、または5箇所以上、形成してもよい。
That is, the gas existing in the space between the
The
Here, the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば第一板部24と第一鍔部25、第一鍔部25と第一板部24と第一リブ26、第二板部28と第二鍔部29、第二鍔部29と第二板部28と第二リブ30など一体に形成される部材は、固定を容易にする凹凸部を有しても良く、またネジ等の異なる部材により一体に形成されてもよく、また型枠から成形する段階で個々の部材が一体に形成されていてもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. .
For example, the
1 縦型電解装置
2 電解槽本体
3 電極モジュール
4 電極支持枠
7 外筒
8 下部蓋
9 流入口
10 上部蓋
11 流出口
14 鍔部
15A 正極棒(+電極)
15B 負極棒(−電極)
18 電極板
19 弾性部
21 環状スペーサ
22A ボルト
22B ナット
23 第一支持枠
24 第一板部
24a ネジ穴
25 第一鍔部
26 第一リブ
27 第二支持枠
28 第二板部
29 第二鍔部
30 第二リブ
32 ボルト
33 第一辺
34 第二辺
35 第一縁
36 第三辺
37 第二縁
39 貫通孔
40 固定板
41 開口
DA 軸方向
DL 積層方向
W 液体
DESCRIPTION OF
15B Negative electrode (-electrode)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記外筒の内部に収容され、複数の電極板が積層された四角柱形状の電極モジュールであって、前記積層の方向が前記外筒の中心軸と垂直に配置される電極モジュールと、
前記積層の方向で前記電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠と、
前記積層の方向に垂直な方向で前記一対の第一支持枠を挟み込んで前記第一支持枠と固定される一対の第二支持枠と、を有し、
前記第一支持枠は、
前記電極モジュールの前記中心軸の軸方向の長さに対応する矩形状の第一板部と、
前記第一板部に一体形成され、前記軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部と、
を備え、
前記第二支持枠は、
前記電極モジュールの前記軸方向の長さに対応する矩形状の第二板部と、
前記第二板部に一体形成され、前記軸方向に前記所定間隔で配置された複数の第二鍔部と、を備え、
前記固定した際、前記第一鍔部と前記第二鍔部とが組み合わさって、前記外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成され、
前記外筒の前記軸方向一方側から導入され、且つ、前記一対の第一支持枠及び前記一対の第二支持枠の間を流通する液体に対して、前記電極モジュールが電気分解を行うことを特徴とする縦型電解装置。 A cylindrical outer cylinder;
A rectangular column-shaped electrode module housed in the outer cylinder and laminated with a plurality of electrode plates, the electrode module in which the direction of the lamination is arranged perpendicular to the central axis of the outer cylinder,
A pair of first support frames sandwiching the electrode module in the stacking direction;
A pair of second support frames fixed to the first support frame by sandwiching the pair of first support frames in a direction perpendicular to the stacking direction;
The first support frame is
A rectangular first plate corresponding to the axial length of the central axis of the electrode module;
A plurality of first flanges integrally formed with the first plate portion and arranged at predetermined intervals in the axial direction;
With
The second support frame is
A rectangular second plate corresponding to the axial length of the electrode module;
A plurality of second flanges integrally formed with the second plate portion and arranged in the axial direction at the predetermined interval;
When fixed, the first collar part and the second collar part are combined to form a circular collar part having a diameter substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder and a slightly smaller diameter,
The electrode module performs electrolysis on the liquid introduced from the one axial side of the outer cylinder and flowing between the pair of first support frames and the pair of second support frames. A vertical electrolyzer characterized.
前記開口は、前記弾性部の外周に形成され、周方向の幅が8mm以上12mm以下、径方向の深さが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きであることを特徴とする請求項3に記載の縦型電解装置。 The liquid is sea water or salt water;
The said opening is formed in the outer periphery of the said elastic part, The width of the circumferential direction is 8 mm or more and 12 mm or less, The depth of radial direction is a notch of the dimension of 2 mm or more and 4 mm or less, The said Claim 3 characterized by the above-mentioned. Vertical electrolyzer.
前記第二支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第二鍔部及び前記第二板部と一体形成された第二リブをさらに備えること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の縦型電解装置。 The first support frame further includes a first rib integrally formed with the first flange portion and the first plate portion adjacent in the axial direction,
The said 2nd support frame is further equipped with the 2nd rib integrally formed with the said 2nd collar part and said 2nd board part adjacent to the said axial direction, The any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. The vertical electrolysis apparatus according to one item.
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