JPH0236678B2 - - Google Patents

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ツト付スクリユージヨイント
によつて、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。その一例としてチタン管／銅心電極腕があ
り、このものにおいて、銅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
おいてはスクリユ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
スクリユ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
スクリユージヨイントは、電解液がジヨイント中
へ侵入し、特に異なつた材料を互いに取付けてあ
る場合は腐食を生じ、かつスクリユージヨイント
に使用されるガスケツ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ユ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ユージヨイン
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1127484号明細書
に記載されるようにスクリユージヨイントによつ
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、電極をボルトによつ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つても為
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1125493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３mm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
つ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（explosive welding）につい
ても云える。この場合、入口、たとえばパイプブ
ロツ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2603626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ほ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ほぞを導体レール
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
ほぞが必要であるという欠点を有している。

従つて、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、該懸垂導体が該アルミニウム層に接合され
て該チタン電極に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銅製の懸垂導体
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、該懸垂導
体を該アルミニウム層に接合して該チタン電極に
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つ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イグ溶接
によりチタン電極に直接溶接される。懸垂導体は
アルミニウムから成ることが好ましいが、もし溶
接をアルミニウムの溶加材を用いて行なえば、銅
製の懸垂導体もまた使用可能である。溶接試験棒
に対して行われた引張り試験において、溶接接合
部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、溶接接
合部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。従つて、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。
また、アルミニウム層はミグまたはテイグ溶接に
よりチタン電極上に溶接され、且つ懸垂導体は通
常の方法によりこのアルミニウム層に接合され
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は銅若しく
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せんがために、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、ア
ルミニウムの懸垂導体２はチタン電極３に、後述
するようなアルミニウム層を形成する必要なし
に、直接ミグまたはテイグ溶接され、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。銅製の懸垂導体のチタン電極への溶接
は、アルミニウム溶加材を使用するミグまたはテ
イグ溶接により行なわれる。具体的には、懸垂導
体２にその長手方向に沿つた空〓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〓４中に装置されている。空〓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、アルミニウムまたは銅製いずれの懸
垂導体２においても、溶融池ないしアルミニウム
溶加材で固定する溶接接合部５が空〓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〓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。す
なわち、懸垂導体２の空〓４が、下方から上方に
向かうに従つて互いに順次離隔する傾斜面６によ
つて上方に向けて拡開されて形成され、チタン電
極３の上端部７は、空〓４中で上端部７とこれら
傾斜面６との間に形成される楔状の溶接接合部５
により懸垂導体２に取付けられる。

ガスアーク溶接としては、ミグまたはテイグ溶
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
を直接アルミニウムの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ミグまたはテイグのガス
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ユージ
ヨイントなどにより接合して、懸垂導体をチタン
電極に取付ける。懸垂導体はアルミニウムから形
成することが好ましく、アルミニウムとチタンの
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線に沿つた部分
断面図である。 １……タンク、２……懸垂導体、３……チタン
電極、４……空〓、５……溶接接合部、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
   たはテイ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〓４を有し、前記チタ
   ン電極３の上縁部７が該空〓中で溶接接合部５に
   よつて該懸垂導体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〓４が、下方から上
   方に向かうに従つて互いに順次離隔する傾斜面６
   によつて上方に向けて拡開されて形成され、前記
   チタン電極３の前記上縁部７は、該空〓４中で該
   上縁部７とこれら傾斜面６との間に形成される楔
   状の溶接接合部５により上記懸垂導体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。 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
   ムまたは銅製の懸垂導体２が該アルミニウム層に
   接合されて該チタン電極３に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をアルミニウム製の懸垂導体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溶加材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イグ溶接
   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項記載の電解槽の製造方法。 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、該懸垂導体２を該アルミニ
   ウム層に接合して該チタン電極３に取付けてなる
   ことを特徴とする電解槽の製造方法。