JPH0312154B2 - - 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に関し、特に
電解槽のチタン壁にチタン電極を取付ける構成に
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かつ不完
全な導体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ウリユージヨイン
ト無しで直接チタン電極の端部に接触されて来
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
に抵抗接触すればよく、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を越えなければ、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
ても伝える。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。

前述したように、チタン陽極はボルトで、チタ
ン外殻部の内表面に溶接された支え部に取付ける
ことができるが、こるにより接触面に遷移抵抗が
生成される。他方、ドイツ国特許公開第2603626
号明細書には、上端が屈曲された陽極板を支え条
辺へクリート溶接（cleat welding）することが
開示されている。また、陽極を金属製基板の上面
に直接溶接するのが可能であることも開示されて
いる。前記溶接方法は陽極板が正しい位置に取付
けられるように、溶接作業の間陽極板を幾分監督
しなければならないと言つた欠陥がある。

従つて、本発明の目的は、製造が容易であつ
て、電源の一方の極に接続された導体レールと電
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を提供することにあ
る。

≪課題を解決するための手段≫ 上記目的を達成するための本願に係る第１の発
明は、少なくとも一部にチタン製の壁を有する電
解質用のタンクと、該タンク内に相互に平行に配
設されかつその縁部で該チタン製の壁に取付けら
れる数個の板状チタン電極、該チタン電極を電流
源に接続するために該チタン製の壁の外側に設け
られた導体レールとの有する電解槽において、該
導体レールを該チタン製の壁の外面にガスアーク
溶接により直接取り付けるとともに、該チタン製
の壁の内面に各チタン電極の縁部を受容するため
の溝を設け、該チタン電極の縁部を該溝内で溶接
してなることを特徴とするものである。

また、本願に係る第２の発明は、少なくとも一
部にチタン製の壁を有する電解質用のタンクと、
該チタン内に相互に平行に配設されかつその縁部
で該チタン製の壁に取付けられる数個の板状チタ
ン電極と、該チタ電極を電流源に接続するために
該チタン製の壁の外側に設けられた導体レールと
を有する電解槽において、該導体レールを該チタ
ン製の壁の外面にガスアーク溶接により直接取付
けるとともに、該チタン製の壁の内面に支え片を
溶接し、該支え片は該チタン製の壁から離間した
面にノツチを有し、該チタン電極の縁部を該ノツ
チ内で溶接してなることを特徴とするものであ
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図に示した電解槽において、参照符号１は
電解質を収容するタンク本体を示し、２はタンク
のチタン外殻部ないし蓋である。チタン外殻部２
は本体１から電気的に絶縁されている。数個の隣
接したくさび型のアルミニウム導体レール４によ
つて外殻部２は電流源の陽極電位に接続されてお
り、また数個の板状チタン電極３が互いに平行に
隣り合つて外殻部の導体レール４と反対側に、か
つ導体レール４を横切る方向で取付けられてい
る。さらに電流源の陰極電位に接続された導体レ
ール６が電解タンクの下方部分に延在しており、
数個の板状陰極５がこれらのレールに取付けられ
ていて、これらの陰極は電解質中で陽極３から一
定の距離をもつて離間し、かつ上下方向では該陽
極とオーバラツプしている。

本発明は主として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、
チタン陽極３と導体レール４とをチタン外殻部２
に取付ける構造に関するものである。

第２図に示したように、導体レール４はチタン
外殻部２に直接溶接されている。この溶接はガス
アーク溶接、好ましくはミグまたはテイグ溶接に
よりなされる。尚、銅製の導体レールを用いる場
合には、チタン外殻部２への溶接はアルミニウム
添加剤を使用するミグまたはテイグ溶接により行
われる。一方、チタン外殻部の内面、即ち導体レ
ール４と反対側の面には溝７が形成され、チタン
陽極３の上縁部がこの溝７内に収容されかつ溶接
されている。好ましくは、第３図に示すように溝
の一方の壁８を外殻部に対して垂直に形成すると
ともに、他方の壁９は傾斜させることである。垂
直壁８は陽極３の案内として作用し、陽極３を正
確に位置決めするのに役立つ。また、溶接は傾斜
壁９の側から行われ、従つて溶接ジヨイント１０
はこの傾斜壁９に対面することになる。こうして
陽極３及び導体レール４を溶接することにより、
チタン外殻部２と陽極３及び導体レール４の間に
は大きな接触面が得られ、しかもチタン電流路の
長さは著しく短縮される。チタン陽極３の溝７の
中に収容される上縁部には被覆を施す必要がない
ので、溶接中の被覆への損傷といつた問題はな
い。そして、陽極３を置換する場合には、溶接ジ
ヨイント１０を削り取ることにより溝７から容易
かつ早急に取り外すことができ、しかも案内面と
なる垂直壁８はそのままの状態に維持されるか
ら、新しい陽極を同一の場所に取付けて位置決め
することができる。陽極３の好ましい溶接手段は
ミグまたはテイグ溶接である。

陽極３が取付けられるチタン壁２が上記実施例
のようにタンクの外殻部（蓋）であり、陽極と外
殻部の間にガス流動および溶液流動用の隙間を残
さねばならない場合には、第４図の如く、陽極３
の上端部に複数の離間したリブ１１を設け、この
リブ１１を各溝７に装着することが好ましい。他
方、陽極３への電流の供給がタンク本体１の底壁
または側璧から行われる場合、即ち陽極３が底璧
または側璧（その場合にはチタン製である）に取
付けられる場合には、陽極３はリブなしの連続的
な板であつてよい。その一例がが第５図に示され
ている。尚、第４図と第５図において陽極３の斜
線部分には被覆が施されている。

第６図および第７図は本願の第２の発明に係る
電解槽の一実施例を示している。この実施例にお
いては、各陽極３が別個に形成された複数の相互
に離間した支え片１２を介して、タンクのチタン
製外殻部２に取付けられている。支け片１２はチ
タンからなり、外殻部２の外面に直接ガスアーク
溶接された導体レール４と反対側の外殻部内面に
ミグまたはテイグ溶接により接合されている。支
え片１２の外殻部２から離間した端部には矩形の
ノツチ１３が形成され、このノツチ１３は外殻部
２に対して垂直な壁１４と平行な壁１５によつて
画成されていて、同一の陽極３を支持する支え片
１２のノツチ１３は整列関係にある。上述の場合
と同様に、垂直壁１４は陽極案内として作用し、
陽極３を正確に位置決めするのに役立つ。そして
陽極３は溶接、好ましくはミグまたはテイグ溶接
により、ノツチの平行壁１５に取付けられるが、
この溶接作業は垂直壁１４とは反対側から行われ
る。平行壁１５に対抗する陽極３の端面は下方に
向かつて傾斜しており、溶接ジヨイント１０がこ
の傾斜面と対面する。このようにして陽極３を正
確に適所に装着することができ、相互に、および
陰極に対して精密に位置させることができる。陽
極３の交換を容易になし得ることも、上述した場
合と同様である。

このような支え片の使用は、チタン壁が上記の
ような溝を設けるのに十分なほど肉厚でない場合
に、特に有効である。

尚、上記実施例では陽極３の端面を傾斜面とし
たが、この逆にノツチ１３の壁１５を上方に向け
て傾斜させてもよい。また、チタ壁２と陽極３の
間に空〓を設ける必要のない場合は、各陽極を１
個の連続した支え片で取付けることも可能であ
る。

以上、本発明を陽極の取付けについて説明した
が、基体材料としてチタンを有する陰極を使用す
る場合には、上述の全ての実施例は陰極側にも適
用可能である。

≪発明の効果≫ 上述の通り、本発明に係る電解槽ではチタン電
極をタンクに正確かつ簡単に取付けることができ
るとともに、チタン電流路の長さが短縮化されか
つ遷移抵抗を低くすることができるので、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図は本願の第１の発明に係る電解槽の一実
施例を示す側断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線
に沿つた部分断面図、第３図はチタン電極の取付
部を示す部分断面図、第４図及び第５図は取付構
造のそれぞれ他の実施例を示す部分断面図、第６
図は本願の第２の発明に係る電解槽の一実施例を
示す破断斜視図、第７図はその部分断面図であ
る。 １……タンク、２……チタン壁、３……チタン
電極、７……溝、８……垂直壁、９……傾斜壁、
１０……溶接ジヨイント、１２……支え片、１３
……ノツチ、１４……垂直壁、１５……平行壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一部にチタン製の壁２を有する電
   解質用のタンク１と、該タンク内に相互に平行に
   配設されかつその縁部で該チタン製の壁２に取付
   けられる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に該チタン製の壁２の
   外側に設けられた導体レール４とを有する電解槽
   において： 該導体レール４を該チタン製の壁２の外面にガ
   スアーク溶接により直接取付けるとともに、該チ
   タン製の壁２の内面に各チタン電極３の縁部を受
   容するための溝７を設け、該チタン電極の縁部を
   該溝内で溶接してなることを特徴とする電解槽。 ２ 前記溝７の一方の壁８は前記チタン電極３を
   位置決めすべく前記チタン製の壁２に対して垂直
   であ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 前記溝７の他方の壁９が傾斜しており、この
   壁に溶接ジヨイント１０が対面してなることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の電解槽。 ４ 前記チタン電極３の縁部が前記溝７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項乃至第３項記載の電解
   槽。 ５ 少なくとも一部にチタン製の壁２を有する電
   解質用のタンク１と、該タンク内に相互に平行に
   配設されかつその縁部で該チタン製の壁２に取付
   けられる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に該チタン製の壁２の
   外側に設けられた導体レール４とを有する電解槽
   において： 該導体レール４を該チタン製の壁２の外面にガ
   スアーク溶接により直接取付けるとともに、該チ
   タン製の壁２の内面に支え片１２を溶接し、該支
   え片は該チタン製の壁２から離間した面にノツチ
   １３を有し、該チタン電極３の縁部を該ノツチ内
   で溶接してなることを特徴とする電解槽。 ６ 前記支え片１２のノツチ１３の一方の壁１４
   は前記チタン電極３を位置決めすべく前記チタン
   製の壁２に対して垂直であり、該チタン電極は該
   ノツチの他方の壁１５に溶接ジヨイント１０によ
   つて取付けられることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の電解槽。 ７ 前記ノツチ１３の他方の壁が前記チタン製の
   壁２に向かつて傾斜してい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。 ８ 前記ノツチ１３の他方の壁１５が前記チタン
   製の壁２と平行であり、前記チタン電極３の縁部
   は該他方の壁１５に対向する面が前記チタン製の
   壁２から離れるように傾斜していることを特徴と
   する特許請求の範囲第６項記載の電解槽。 ９ 前記チタン電極３の縁部が前記ノツチ１３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５項乃至第８項記載
   の電解槽。