JPH01152288A - 電解槽および電解槽の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に塩素、アルカリ次亜塩素酸塩ならびに塩
素酸塩の電解製造用電解槽、ならびに該電解槽の製造方
法、特に懸垂導体をチタン電極に取付ける方法に関する
。

（従来の技術とその問題点） 今日、貴金属またはその酸化物で被覆したチタン陽極は
しばしば塩素、アルカリ次亜塩素酸塩および塩素酸塩の
生産のために使用される。これらの陽極はまた、たびた
び、たとえば電解タンクの壁を通過するガスケット付ス
クリュージヨイントによって、導体レールに接続されて
いる。この型式のジヨイント若しくは類似のジヨイント
、たとえばフランジジヨイントはまた、チタン以外の金
属からなる部分の導体レールへの取付に用いられる。そ
の−例としてチタン管／鋼心電極腕があり、このものに
おいて、鋼心はそれを縫合することにより陽極自体に取
付けられ、かつその他端においてはスクリュージヨイン
トにより電解タンクの壁ならびに導体レールに取付けら
れる。全てのスクリュージヨイントは接触面に遷移抵抗
を生じ、それによりエネルギーを損失するという欠点を
有している。また、電解タンクの内側におけるスクリュ
ージヨイントは、電解液がジヨイント中へ侵入し、特に
異なった材料を互いに取付けである場合は腐食を生じ、
かつスクリュージヨイントに使用されるガスケットは実
際には非常に多くの保守操作を必要とするという欠点を
有している。更にチタン製スクリュージヨイントは長く
かつ不完全な導電性チタン電流路をもたらすことになる
。

アルミニウム導体レールはスクリュージヨイント無しで
直接チタン電極の端部に接続されて来た。

アルミニウム塊が槽の外殻部を通過する電極の腕として
鋳造され、かつこのアルミニウム塊の一部分は、たとえ
ば英国特許第１，１２７，４８４号明細書に記載される
ようにスクリュージヨイントによってアルミニウム導体
レールに取付けられている。それにより、チタン電流路
は比較的長く、かつチタンの不完全な電気的導電性の故
にエネルギーの損失を生ずる。更に電極の長い腕は多量
のチタンを必要とする。アルミニウムの電極リブの端部
を鋳造するのは、しかしながら厄介な作業工程である。

また、導体レールおよびチタン陽極間のジヨイントは、
電極をボルトによって電解タンク内側に配置した陽極支
え部に取付けることによっても為される。これらの支え
部は１段階でチタン外殻部に抵抗溶接すればよく、この
外殻部は、英国特許第１，１２５．４９３号明細書に記
載されるように、もしアルミニウムの厚さが３　ｍ１１
を超えなければ、アルミニウム導体に抵抗溶接すること
ができる。この構造は主として次の点、すなわち大電流
および高電流密度が用いられる場合のように導体レール
が厚い場合には適用不可能であるという点に弱点を有し
ている。薄いアルミニウム板が用いられる場合には、ア
ルミニウム表面層が別個の結合手段によってアルミニウ
ム電流導体に取付けられねばならない。同じことが、前
記特許中に述べられているチタンをアルミニウムで被覆
するその他の方法、たとえば爆発溶接（ｅｘｐｌｏｓｉ
ｖｅ　ｗｅｌｄｌｎｇ）についても云える。この場合、
入口、たとえばパイプブロックを造ることは複雑となり
、更にこのような構造は高価なものとなる。

ドイツ国特許公開第２，６０３．６２６号明細書には、
アルミニウム導体レールをチタン電解タンクの外殻部に
取付けるためのもう一種類の解決方法が開示されている
。この場合は銅、アルミニウム、スチールまたはチタン
製はぞが摩擦若しくはコンデンサー−放電ボルト溶接に
よりチタン外殻部に取付けられる。次いでアルミニウム
はぞを導体レール中の穴に埋込みかつ該レールに溶接す
る。この構造は、チタンの不充分な導電性の故に、電流
を電解タンク中に導くのに数多くの前記アルミニウムは
ぞが必要であるという欠点を有している。

従って、本発明の目的は、電源の一方の極に接続された
導体レール即ち懸垂導体と電極との間の電流路がなるべ
く短かく、かつ遷移抵抗が出来るだけ低い電解槽及びそ
の製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、電解質用のタンクと、該タンクに装着
された数個の板状チタン電極と、該チタン電極を電流源
に接続するための部材とを含み、該部材は該チタン電極
に取付けられるアルミニウム製の懸垂導体からなる電解
槽において、該チタン電極が該懸垂導体にガスアーク溶
接されていることを特徴とするものである。そして上記
電解槽の製造方法は、電解質用のタンク内に数個の板状
チタン電極を配設し、該チタン電極を懸垂導体により電
流源に接続する工程を含んでなる電解槽の製造方法にお
いて、該チタン電極を該懸垂導体に直接ガスアーク溶接
してなることを特徴とするものである。

また、本願の他の発明に係る電解槽は、電解質用のタン
クと、該タンクに装着された数個の板状チタン電極と、
該チタン電極を電流源に接続するための部材とを含み、
該部材は該チタン電極に取付けられるアルミニウムまた
は銅製の懸垂導体からなる電解槽において、該チタン電
極がガスアーク溶接により形成されたアルミニウム層を
表面に有し、該アルミニウム層に該懸垂導体が取付けら
れていることを特徴とするものであり、更にその製造方
法は、電解質用のタンク内に数個の板状チタン電極を配
設し、該チタン電極をアルミニウムまたは鋼製の懸垂導
体により電流源に接続する工程を含んでなる電解槽の製
造方法において、該チタン電極上にアルミニウム層をガ
スアーク溶接により形成し、該アルミニウム層に該懸垂
導体を取付けてなることを特徴とするものである。

（作　用） 本発明の電解槽によれば、遷移抵抗は除去されかつ短い
チタン電流路が達成され、また一方で陽極を互いに等間
隔をもって配向させることができ、他方で電流の供給と
有利に関連させることが可能となる。

本発明によれば、アルミニウム懸垂導体がガスアーク溶
接、好ましくはミグ若しくはティグ溶接によりチタン電
極に溶接される。溶接試験棒に対して行われた引張り試
験において、溶接ジヨイントの強度はアルミニウムの強
度に等しいか、略等しいことが観察された。抵抗測定に
より、溶接ジ　。

ヨイントの遷移抵抗が零となることが観察され、また合
計抵抗はチタンおよびアルミニウム棒の抵抗の和である
。従って、ガスアーク溶接により、チタンおよびアルミ
ニウム間には遷移抵抗零を有する接触面の得られること
が理解できる。アルミニウム懸垂導体を本発明により溶
接すれば、アルミニウムおよびチタン間に大きな接触面
が得られる。

（実　施　例） 以下に添付図面を参照して本発明の好適な実施例につき
詳述する。

第１図は本発明の一実施例に係る電解槽を示し、この電
解槽は特に金属の電気分解に使用するのに適している。

図中、符号１は電解質を収容するための上端が開口した
タンクを示し、その上端縁には懸垂導体２がタンク１か
ら電気的に絶縁された状態で配されている。懸垂導体２
はアルミニウムから形成され、図示しない電流源の一極
、この実施例では陽極電位、に接続されており、板状の
チタン製電極３がこの導体２から懸垂されてタンク１中
に吊されている。懸垂導体２及びチタン電極３は、図の
紙面と直交する方向において所定間隔で複数が配されて
いて、隣接する電極（陽極）３の間には、電流源の他の
極、即ち陰極に接続された導体に取付けられた電極（陰
極）が設けられる（図示せず）。

本発明はチタン電流路をなるべく短くし、かつ遷移抵抗
をなるべく低くぜんがために、懸垂導体２をチタン電極
３に取付ける構造に関するものである。もし、陰極の基
体材料がチタンであれば、本発明は陰極側にも陽極側と
同様に適用可能である。

即ち、第２図に詳細に示されているように、懸垂導体２
はチタン電１！３に直接溶接され、それにより遷移抵抗
を有しない簡易かつ安価な構造が提供され、またチタン
電極３への電流の均一な分布が確実となる。具体的には
、懸垂導体２にその長手方向に沿った空隙４が形成され
、電極３の上端部７は懸垂導体２を垂直方向に貫通して
上記空隙４中に装着されている。空隙４の上部は上方に
向けて拡張され、電極３の上端部７がこの拡張部におい
て懸垂導体２にガスアーク溶接されており、溶接ジヨイ
ント５は空隙４の傾斜面６に緊密に押圧される。これに
より、電極３はその上端部７が空隙４中に楔状に押込ま
れるので、懸垂導体２に緊密に取付けられることになる
。

ガスアーク溶接としては、ミグまたはティグ溶接が好ま
しい。

チタン電極３と懸垂導体２のガスアーク溶接による取付
の具体的構造は上記実施例のものに限られず、例えば電
極３に腕を設けてこの腕を懸垂導体２の側面にガスアー
ク溶接したり、或いは円弧状に屈曲した電極腕の下端に
懸垂導体２をガスアーク溶接することなども可能である
。

塩素酸塩の電解製造において、チタン電極は陰極として
も使用できる。但し、それらの陰極は発生期の状態で陰
極に生成される水素がチタン水素化物を形成するので急
速に消耗するであろう。

上述した本願に係る第１の発明ではチタン電極を直接懸
垂導体に溶接することとしたが、本願の第２の発明では
、図示は省略するが、チタン電極の表面にガスアーク溶
接によりアルミニウムの層を形成し、このアルミニウム
層にアルミニウムまたは銅製の懸垂導体を通常の方法、
例えば溶接やスクリュージヨイントなどにより取付ける
。この場合、懸垂導体はアルミニウムから形成すること
が好ましく、アルミニウムとアルミニウムの間の遷移抵
抗は低いので、無視できる程度の遷移抵抗を有する接触
表面を得ることができる。

（発明の効果） 上述の通り、本発明に係る電解槽及びその製造方法によ
れば、チタン電流路を可及的に短くかつ遷移抵抗を実質
的に無視できる程度に小さくできるので、エネルギー損
失を少なくして効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電解槽を示す断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った部分断面図である。 １・・・・・・タンク　　　　　　２・・・・・・懸垂
導体３・・・・・・チタン電極　　　　４・・・・・・
空　隙５・・・・・・溶接ジヨイント　　６・・・・・
・傾斜面７・・・・・・上端部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電解質用のタンク（１）と、該タンクに装着された
   数個の板状チタン電極（３）と、該チタン電極を電流源
   に接続するための部材とを含み、該部材は該チタン電極
   に取付けられるアルミニウム製の懸垂導体（２）からな
   る電解槽において；該チタン電極（３）が該懸垂導体（
   ２）にガスアーク溶接されていることを特徴とする電解
   槽。 ２、前記チタン電極（３）が前記懸垂導体（２）にミグ
   またはティグ溶接により取付けられることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の電解槽。 ３、前記懸垂導体（２）がそれを垂直方向に貫通する少
   くとも１個の長手方向空隙（４）を有し、前記チタン電
   極（３）の上縁部（７）が該空隙中で溶接ジョイント（
   ５）によって該懸垂導体（２）に取付けられることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の電解
   槽。 ４、前記懸垂導体（２）の前記空隙（４）が上方に向け
   て拡開し、前記チタン電極（３）の前記上縁部（７）は
   該空隙の傾斜面（６）に対して前記溶接ジョイント（５
   ）を介して楔状に取付けられることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の電解槽。 ５、電解質用のタンク（１）と、該タンクに装着された
   数個の板状チタン電極（３）と、該チタン電極を電流源
   に接続するための部材とを含み、該部材は該チタン電極
   に取付けられるアルミニウムまたは銅製の懸垂導体（２
   ）からなる電解槽において； 該チタン電極（３）がガスアーク溶接により形成された
   アルミニウム層を表面に有し、該アルミニウム層に該懸
   垂導体（２）が取付けられていることを特徴とする電解
   槽。 ６、電解質用のタンク（１）内に数個の板状チタン電極
   （３）を配設し、該チタン電極を懸垂導体（２）により
   電流源に接続する工程を含んでなる電解槽の製造方法に
   おいて； 該チタン電極（３）を該懸垂導体（２）に直接ガスアー
   ク溶接してなることを特徴とする電解槽の製造方法。 ７、前記懸垂導体（２）が銅製であり、前記ガスアーク
   溶接がアルミニウム添加剤を用いて行なわれることを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の電解槽の製造方法
   。 ８、前記ガスアーク溶接がミグまたはティグ溶接である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項記
   載の電解槽。 ９、電解質用のタンク（１）内に数個の板状チタン電極
   （３）を配設し、該チタン電極をアルミニウムまたは銅
   製の懸垂導体（２）により電流源に接続する工程を含ん
   でなる電解槽の製造方法において； 該チタン電極（３）上にアルミニウム層をガスアーク溶
   接により形成し、該アルミニウム層に該懸垂導体（２）
   を取付けてなることを特徴とする電解槽の製造方法。