JPH0250991A - ダイヤフラム型電解槽 - 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】 ダイヤプラム型槽において、最初に格子棒を通して陰極
に電流を送ることは公知である。電流は、格子棒から側
板を辿り、フランジを横切って管シートを通り、そこで
電流は陰極管に配分される。

すなわち、米国特許第３．３９０，０７２号明細書にお
いて、電流配分のための、格子棒を有するダイヤフラム
型槽が開示され、この格子棒は外側表面のほぼ中央部に
おいてダイヤフラム型槽の側板に固定される。そのよう
な側板はダイヤフラム型槽の外側ハウジングの一部を形
成する。そして電流は前記の態様で流れ、つまりフラン
ジを通って管シートに流れることができる。側板と管シ
ートの間に、これらの種部材を補強することのできる、
プラグ溶接された棒を設けることは公知である。

このような棒は上部および下部フランジの下方にあり、
管シートの外面に溶接されることができ、側板と管シー
トの間の間隙を横切って延在し、側板にある孔を貫通す
る。側板と管シートの間にフランジに平行な態様で配置
される、このような棒は従って、構造上の補強特性を与
えると同時に補足電流を与えることができる。

それでもやはり、より均一な陰極温度分布を得るように
することが望ましいであろう。これは、電流密度分布に
好ましく寄与すると共に、陰極の運用の経済性を高める
ことができろであろう。槽の応力腐食による亀裂の可能
性を減じ、または無くすると同時にこれらの利点の全て
を取得することが最も望ましいであろう。

ここに、陰極温度の均一性を与えるダイヤフラム型槽の
側部組立体が与えられた、そのうえ、そのような構造は
望ましい電流の流れと電気的導通性を与える。検測部組
立体のひずみと応力腐食亀裂の可能性を低減ないし除去
するのみならず、槽側板の穴明けの必要をも無くすると
同時に、上記の全てが達成された。そのうえ、この構造
は、新品の槽の組立中のみならず、槽の再構成と交換に
おいても、装着を容易にする。

広い局面において、本発明は塩水の電解により塩素と苛
性ソーダを製造するのに役立つダイヤフラム型の電解槽
を指向する。この電解槽は、外方端板と外方側板を含む
ハウジングを含み、該側板ば、側板の外方面にそってそ
のほぼ中央部に延在して電流を側板に伝導する無空のバ
ンドとしての縦方向外側格子棒（グリッドバー）を有し
、該側板の方は、上部および下部の内方フランジにより
、槽ハウジング内にある内方の導電用陰極管シートに電
気接続しており、そのような上部および下部の内方フラ
ンジは外方の側板から内方の管シートまで延在して、そ
の間に隙間を形成する。

本発明はその枠内において、槽への電流を補足すると共
に均一な側板温度を与える上での改良を特に指向してい
る。この改良は、側板の内面と管シートの外面との双方
にしっかりと電導性接続をされている上方配電棒を含み
、この上方配電棒は隙間の中で上部フランジの下方に、
格子棒の上級に整合して配置され、また隙間内で側板の
内面と管シートの外面との双方にしっかりと電導性接続
をされている下方配分棒を含み、この下方配分棒は下部
フランジの上方に、格子棒の下縁に整合して配置される
。

本発明を適用する組立体はよくダイヤフラム槽と呼ばれ
る塩素−アルカリ槽のような槽である。

この槽は、陰極に電流を供給するために、槽格子棒に電
流を供給する外部電源を有すると共に、陽極と陰極の間
にダイヤプラムを有する。他の外部電流導通源を使用す
ることもできるが、格子棒が用いられる場合、通常は槽
の各側板および端板のほぼ中央部に、槽の全側面をめぐ
って格子棒が巻かれるのが典型である。

本発明を理解するために、以下に図面を参照する。各図
において、等しい要素には可能な限り等しい番号を付与
する。殊に第１図を参照すると、槽１の一側面の一部が
部分切断されて示される。

槽１の外部に電流導通用格子棒２がある。格子棒２は電
流を検測板６に流す。上部フランジ４と下部フランジ５
を通して、電流は側板３から管シトロに送られる。管シ
ート乙の、フランジ４，５とは反対の側に陰極管７があ
る。各陰極管７は管シートの窓８に向って配置される。

管シート６の近い方の側において、これらの窓は、槽の
側板９、管シート６およびフランジ４，５の間に形成さ
れる側方隙間に開口する。

側方隙間９の中に、電流導通、用上方棒１１が取付けら
れる。この上方棒１１は溶接部１２により側板３と管シ
ート乙の双方に固定される。この電流導通用上方棒１１
はその下面が格子棒２の上級と共通の面内に入るように
、側方隙間の中に配置される。また側方隙間の中に、電
流導通用上方棒１１の下方に、電流導通用下方棒１６が
ある。この電流導通用下方棒１３は同様に溶接部１４に
より側板ろと管ジニトロに固定される。電流導通用格子
棒１６はその下面が格子棒２の下面に平行な平面内に入
るように配置される。

つぎに第１Ａ図の従来技術の組立体を参照すると、格子
棒２、検測板６、ならびに検測板を管シート乙に接続す
る上部フランジ４および下部フランジ５を有する。管シ
ート６はそれを貫通して陰極管に達する窓８を有する。

そのうえ、側板６は側方隙間９から側板６を通して延在
する孔１５を有する。そして管シート６から側方隙間９
を横切って側板６の孔１５を通って、上方支持柱１６Ａ
と下方支持柱１６Ｂが延在する。上方支持柱１．ＩＳＡ
は溶接部１７により側板６と管シート乙に固定される。

同様に、下方支持柱１６Ｂは溶接部１８により側板３と
管シート乙に固定される。配置について、支持柱１６Ａ
、１６Ｂは、格子棒２と最も近いフランジ部材との間の
ほぼ中間に配置される。

つぎに第２図を参照すると、槽１は検測板３に電流導通
接触して固定される格子棒２を有する。

側板６は電流を管シート乙に伝えるために上部フランジ
４と下部フランジ５に同様に電流導通接触している。管
シート６は管シート窓８を含み、その各々の背後に陰極
管７がある。側板６、上部フランジ４、下部フランジ５
および管シート６が側方隙間９を画成する。

側方隙間９の中に、格子棒２の上部の区域の近くに、電
流導通用上方棒組立体１１があり、これは上方棒１１Ａ
、下方棒１１Ｂ、およびねじ継手２１から成る。上方棒
１１Ａは溶接部２２により管シート６に固定される。下
方棒１１Ｂは溶接部２２により管シート乙に固定される
。つぎにねじ継手２１が上部棒１１Ａを下部棒１１Ｂに
固定する。同様に、側方隙間９の下方部分に、格子棒２
の下面の区域の近くに、電流導通用下方棒組立体１６が
あり、これは上方棒１３Ａ、下方棒１３Ｂおよびねじ継
手２３から成る。この下方棒組立体１６では、上方棒１
３Ａが溶接部１４により管シート６に固定され、他方、
下方棒１３Ｂは溶接部２４により側板６に固定される、
つぎに、上方棒１３Ａと下方棒１３Ｂはねじ継手により
相互に固定される。

再び第１図をより詳細に参照すると、ダイヤスラム槽の
組立てにおいて、管シート乙に囲まれた槽の内方部分の
中に陰極管７を装着することかできる。次に、電流導通
用上方棒および下方棒１１゜１３が溶接部１２．１４に
より管シート乙に固定される。格子棒２は溶接またはろ
う付けにより検測板乙に固定されることができる。つぎ
に、検測板３を電流導通用上方棒ＩＬ１３に正しい整合
位置に当てて、棒１１．１３を溶接部１２．１４により
検測板に溶接する。最後に、上部および下部フランジ４
，５を槽の側方隙間９の上部および下部に装着する。こ
れらのフランジ４，５は溶接などにより検測板と管シー
トの双方に固定されることができる。

第１図および第２図に示すように、棒１１．１３の縁は
面取りされて、上部フランジ４または下部フランジ５に
向って傾斜することができる。継手２１．２３のための
孔の他に、このような側部組立体が塩素−アルカリ槽に
用いられる場合に水素ガスが通過するための細孔を、棒
１１，１１Ａ。

１１Ｂ、１３，１３Ａ、１３Ｂが含むことができる。同
様に、そのようなガス通過のために、棒１１．１１Ａ、
１１Ｂ、１３，１３Ａ、１３Ｂはみぞを有することがで
きる。一般に、これらの棒の断面形は、側板６と管シー
ト乙の双方に、望ましい電流導通接続点にて、容易にか
つ確実な取付けを与えるような形状である、側板６と管
シート６は側方隙間９により隔置される平行面内に配置
されることが望ましいが、異なる隔置関係も考えられる
ことは当然である。同様に、上方棒１１および下方棒１
３は格子棒２に整合して平行であることが望ましい。さ
らに、これら上方棒１１および下方棒１３は一般に、ガ
ス流を助けるために間隙を設けることもできるが、管シ
ート乙の全長にそって延在する。

格子棒２は秀れた電流導通能力をもつ材料、例えば銅ま
たはアルミニウムのような金属から作られる。槽の環境
に対する望ましい耐性と組合せて、秀れた電流導通特性
を得るために、検測板６と上部および下部フランジ４，
５とは通常、軟鋼のような材料から作られる。槽内で、
秀れた電流導通特性を与えると共に、同じく槽環境に対
する耐性を必要とする管シート６も通常は軟鋼から作ら
れる。陰極管７はワイヤーメッシの布または孔明き板の
ような多孔質の鋼から作られることかできる。

電流導通用上方棒および下方棒１１，１１Ａ、１１Ｂ。

１３．１３Ａおよび１３Ｂは軟鋼のような材料を用いる
のが代表的である。これらの棒１１，１１Ａ。

１１Ｂ、１ろ、１６Ａおよび１６Ｂを管シート６ならび
に側板６に溶接するには、電弧溶接のような溶接を使用
することができる、溶接の他に、または溶接と併せて、
銀ろう付けのような他の手段により、上方棒および下方
棒ＩＬ　１１Ａ、１１Ｂ。

１３．１３Ａおよび１３Ｂを側板６と管シート乙の間に
固定することもできる。また、第２図に示すように、そ
のような棒が棒組立体である場合は、望ましい電流導通
接触を得られるように金属を結合するのに代表的に用い
られる任意の手段によって、上方棒および下方棒１１Ａ
、１１Ｂ、１３Ａ。

１３Ｂを相互に固定することができる。そのような手段
には、溶接、ろう付け、締付け、およびねじ付きボルト
のようなファスナーによる固定が含まれる。

下記の例は、本発明を実施した一方法を示すが、本発明
を限定するものと見なすべきではない。

例 米国特許第３，３９０，０７２号明細書に示されるよう
な、塩水電解液から苛性ソーダと塩水を調製するための
電解用ダイヤフラム槽が用いられた。

選択された槽は槽室内の多くの槽のうち、側板の交換を
必要とした１つであった。側板の交換中、電流導通側部
は上部および下部フランジを切断されて側板が取外され
た。次に、第１図に示すような断面形を有する、つまり
面取りされた溶接みぞを有する導電性の鋼の上方棒およ
び下方棒が新しい側板に溶接された。既に銅の格子棒を
有している検測板が管シートに整合する位置に戻され、
上方棒および下方棒が管シートに溶接された。溶接は全
て電弧溶接で為された。そのあと、上部および下部フラ
ンジが共に管シートと側板に再溶接された。この溶接も
電弧溶接であった。電流導通用上方棒および下方棒の位
置は第１図に示すように銅格子棒の上部区域と下部区域
であった。

本発明によって改造されたこの槽がそこで運用に戻され
た。所要の連続運転を与える６ケ月間、この槽を観察し
た。６ケ月の終りに、本発明により改造された槽のみな
らず、同じ回路内で運転される未改造の類似の槽、つま
り比較槽についても、温度、電圧、およびカンライト（
陰極電解液）液面の読みが取られた。その測定結果が下
表に示される。槽について、カンライト液面は、上部７
ランジから下方にインチｉｎで測った高さ（液面）であ
る。

一多ニ カフライト液面　　　１４ 電圧　　６．５１ Ｔｌ　　　　　　９ｌ−９３ Ｔ２　　　　　９４−９５ Ｔ３　　　　　９２−９３ Ｔ４　　　　　９６−９７ Ｔｗ　　　　　　　４５ ６．５７ ９８−ＩＤ。

Ｔ１温度の読みは一方の側板上で、格子棒の上方にてと
られた。Ｔ２温度は同じ側板上で、格子棒の下方にてと
られた。Ｔ３温度は反対側の側板上で、格子棒の上方に
てとられ、Ｔ４温度は反対側の側板上で、格子棒の下方
にてとられた。Ｔｗ湿温度槽端における格子棒の温度で
ある。温度範囲は６時間にわたってとられた温度読みに
よる。

全ての温度の値は摂氏（°Ｃ）である、表の結果から判
るように、本発明に従って改造された槽は、電圧が望ま
しい位に低いのみならず、両側とも極く均一の温度にあ
る。改造された電流導通用側部の温度は槽の後側と同じ
高さにまで下った。この温度は望ましい程に均一な温度
であるばかりでなく、比較槽に比して著しく低い運転温
度である。温度測定の各区域において、比較槽の運転温
度はより高く、多くの場合、温度高さが・−間隔あけて
上にある。データの記録中、改造槽では何れの検測部に
そっても高温点は無かった。改造槽について、何れの側
板も目視検査により亀裂が観察されなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成されるダイヤフラム槽の側部
組立体の、部分切断された前面斜視図、第１Ａ図は構造
的に補強する溶接柱を有する従来型の側部組立体の、部
分切断された前面斜視図、第２図は本発明による重複式
配電棒を有する側部組立体の、部分切断された前面斜視
図である。 １・・・槽　　　　　　　２・・・格子棒６・・・検測
板　　　　　４・・・上部フランジ５・・・下部フラン
ジ　　６・・・管シート７・・・陰極管　　　　１１・
・・上方棒１６・・・下方棒 尾ＩＡ凹 素２図 手 続 補 正 書（麗） １、事件の表示 平成１年特許願第９２７７１号 ２、発明の名称 ダイヤフラム型電解槽 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所 名　称　　オクシテック・システムス・インコーホレー
テッド４、代理人 住　所　　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手
町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付 平成 １年 ７月２５日 （発送口） ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩水の電解により塩素と苛性ソーダを製造するのに
   役立つダイヤフラム型の電解槽であって：外方端板と外
   方側板とを含むハウジングを有し、前記側板のほぼ中央
   部に前記側板の外面に沿って延在し前記側板に電流を伝
   導する無空のバンドとしての縦方向、外方の格子棒を前
   記側板が有し、前記側板の方は前記槽ハウジングの中に
   ある内方の電流導通用陰極管シートに、上部および下部
   の内方フランジにより電気接続されており、前記上部お
   よび下部の内方フランジは前記外方側板から前記内方の
   管シートまで延在して両者間に隙間を形成しており： 前記側板の内面と前記管シートの外面の双方に確実な導
   電性接続をなす上方配電棒を含み、前記上方配電棒は前
   記隙間内に前記上部フランジの下方に前記格子棒の上縁
   に整合して配置され、また前記隙間の中で前記側板の内
   面と前記管の外面の双方に確実な導電性接続をなす下方
   配電棒を含み、前記下方配電棒は前記下部フランジの上
   方に前記格子棒の下縁に整合して配置されることにより
   、前記槽への電流を補足すると共に、側板温度の均一性
   を与えることを特徴とする槽。 ２、前記上方および下方の配電棒は前記側板と前記管シ
   ートの双方に導電性接続をなすように溶接された金属棒
   である、請求項１記載の槽。 ３、前記配電棒の少なくとも１個は重なり合った上方板
   と下方板を含み、前記両方の板は相互に確実に接着され
   、一方の板は前記側板に導電性の溶接結合をされ、他方
   の板は前記管シートに同様に結合されている、請求項１
   記載の槽。 ４、前記管シートは細孔を設けられ、少なくとも１個の
   前記配電棒が前記細孔の間にわたっている、請求項１記
   載の槽。 ５、前記側板と前記管シートは前記隙間によって隔離さ
   れる平行な平面内にある、請求項１記載の槽。 ６、前記配電棒は前記格子棒に対して平行関係に前記隙
   間にそって延在する無空の縦棒である、請求項１記載の
   槽。 ７、前記上方および下方の配電棒はほぼ矩形の断面形で
   あるが、面取りされた溶接みぞを有し、前記配電棒は前
   記溶接みぞに沿って前記側板の内面と前記管シートの外
   面とに溶接される、請求項１記載の槽。