JPH06192869A - 電解槽 - Google Patents

電解槽

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JPH06192869A
JPH06192869A JP4345753A JP34575392A JPH06192869A JP H06192869 A JPH06192869 A JP H06192869A JP 4345753 A JP4345753 A JP 4345753A JP 34575392 A JP34575392 A JP 34575392A JP H06192869 A JPH06192869 A JP H06192869A
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electrolytic cell
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cathode
bipolar electrode
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Shinji Katayama
眞二 片山
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Chlorine Engineers Corp Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造が容易で長寿命の複極式電解槽を得る。 【構成】 複数の複極式電極ユニットを電解槽内の端部
陽極と端部陰極の間に設けた電解槽において、複極式電
解槽ユニットは異種の金属材料からなる板状の陰極およ
び陽極を、陰極および陽極の端部に形成した固定手段貫
通口に固定手段が貫通する開口を有するスペーサを設け
て交互に積層の後に固定手段によって固定して一体化し
た複極式電極ユニットの周囲に、複極式電極ユニットの
固定と電解液の流路を制限する外周スペーサを配置する
とともに、端部陽極および端部陰極は、電解液の流路と
なる間隔を設けたリブに取り付けた電解槽。 【効果】 部品点数も少なく、複極式電極ユニットの電
解槽本体への装着も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電解槽に関し海水電解
あるいは食塩水の電解に好適な複極式の無隔膜電解槽に
関する。
【0002】
【従来の技術】食塩水あるいは海水の無隔膜電解によっ
て直接に次亜塩素酸塩を生成するために、複極式の電解
槽が用いられている。
【0003】食塩水等のアルカリ金属塩化物の水溶液を
無隔膜電解槽において電気分解を行って、電解槽中で次
亜塩素酸塩を直接製造する方法は、食塩のイオン交換膜
等による電気分解よって製造した塩素と水酸化ナトリウ
ムを用いる方法に比べて生成する次亜塩素酸塩の濃度は
比較的低いが、水の浄化や殺菌に直接利用することが可
能な濃度のものを製造することができ、製造設備も水酸
化アルカリと塩素を製造する電解設備に比べて簡単であ
るという特徴と有している。また次亜塩素酸塩の必要量
に応じて通電する電流を加減することによって生成量の
調整が容易であり、殺菌などに有効な塩素分がすべて水
中に溶解しているという特徴も有している。
【0004】図5は、海水あるいは食塩水を直接に電気
分解を行う目的で使用する複極式電解槽内部の電極の構
成を示す図である。海水あるいは食塩水の電気分解によ
って次亜塩素酸塩を製造する場合には、電気分解率を高
めると次亜塩素酸塩の分解反応が起こるために、多段に
陽極と陰極からなる電極ユニットを配列して各段の電気
分解率を高めずに電解液を流通させて濃度の大きな次亜
塩素酸塩を製造している。
【0005】電解槽21には、端部陽極22と端部陰極
23の間に、一方が陽極24として作用し、他方が陰極
25として作用する複極電極板26が設けられている。
一般に、これらの電極の基材には海水、あるいは食塩水
に対する耐食性が大きなチタンが使用されており、陽極
面は白金族の金属もしくは金属酸化物を含有する電極触
媒被覆が形成されており、陰極面のチタン基材には何等
の被覆は施されていない。そして、これらの電極は、相
互の電極の接触を防止するとともに電極間隔を一定に保
持するため多数のスペーサ27を配置して、電極の固定
部材28によって所定の数の電極を積層し、さらに複極
式電極ユニット集合体29を形成して電解槽に取り付
け、陽極側導電部材30および陰極側導電部材31を使
用して電流を通電し、電解槽に設けた電解液流入口32
から電解液を流入し、電解液流出口33から電解後の次
亜塩素酸塩を含んだ海水あるいは塩水を取り出してい
る。
【0006】これらの電解槽において、海水又は塩水の
電気分解を行うと、陰極面では水素が発生するが、電極
の基材として使用しているチタンは発生した水素を吸蔵
し、長時間の電解の後にはチタンが水素脆化を受け、著
しい場合にはチタンが脱落するという問題も生じ、また
チタン電極での水素発生電位高いという問題もあった。
さらに、多数の電極とスペーサから構成されているた
めに、電極ユニットの組立作業には多大な労力を必要と
し、複数の電極ユニットを一体化した複極式電極ユニッ
ト集合体の重量は大きく、電解槽に組み込む際には大が
かりな治具や装置等を必要とした。また、電解槽の電解
液を流入部および流出部の近傍等には、電解液の滞留部
34が形成され、その結果滞留部分において電解液中か
らマグネシウム塩やカルシウム塩が電極に析出し、電極
間を閉塞することが起こる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、海水または
塩水の電気分解に使用する複極式の電解槽において、電
解槽1槽当たりの部品点数が少なく、電解槽の組立が容
易な電解槽を提供することを目的とし、また電解槽への
電極ユニットの取付が容易であるとともに、電解液槽内
において電解液の滞留部分が形成されることがなく、電
解液中から電極間を閉塞する物質が析出することがない
電解槽を提供することを目的とするものである。
【0008】
【問題を解決するための手段】本発明の電解槽は、複数
の複極式電極ユニットを電解槽内の端部陽極と端部陰極
の間に設けた電解槽であって、複極式電解槽ユニットは
異種の金属材料からなる板状の陰極および陽極を、陰極
および陽極の端部に形成した固定手段貫通口に固定手段
が貫通する開口を有するスペーサを設けて交互に積層の
後に固定手段によって固定して一体化した複極式電極ユ
ニットの周囲に、複極式電極ユニットの固定と電解液の
流路を制限する外周スペーサを配置した電解槽である。
また、本発明の電解槽は、端部陽極および端部陰極が電
解液の流入口および流出口に設けた間隔を設けて形成し
たリブ状の導電性部材に取り付けられた電解槽である。
【0009】
【作用】本発明は、陽極と陰極をスペーサを介して積層
してボルト等の固定手段によって固着して組み立てた陽
極と陰極からなる複極式電極ユニットの複数個を筒状の
電解槽に取り付けるとともに、複極式電極ユニットには
外周スペーサを取り付けて、筒状の電解槽への固定と電
解液の流路の制御を行うことによって、電極間隙を閉塞
する物質の析出がない長寿命の電解槽が得られる。
【0010】
【実施例】以下に、本発明を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の電解槽の一実施例を示す図である。電
解槽1内には、複数の複極式電極ユニット2を有してお
り、電解槽内の端部陽極3と端部陰極4の間に複極式電
極ユニット2の複数個を設けている。複極式電極ユニッ
トには、陰極5および陽極6がスペーサ7を設けて固定
手段8によって固着されている。また、複極式電極ユニ
ット2の周囲には外周スペーサ9が設けられており、複
極式電極ユニット2の固定と電解液の流路を電極部分に
集中する作用を果たしている。電解槽の両端部には電解
液の流入口10および流出口11が設けられており、端
部陽極および端部陰極は電解液の流路にリブを設けた給
電部材12、13に取り付けており、電解液の流通を妨
げることはない。給電部材には通電用の導電部材14、
15を結合して通電している。
【0011】図2は、複極式電極ユニットの一実施例を
示す斜視図である。複極式電極ユニット2は、一方に陰
極5、他方に陽極6を有している。陰極には、炭素鋼、
ステンレス鋼、ニッケル、ハステロイ−C等のニッケル
合金等の、水溶液中での陰極過電圧が低く、発生する水
素による脆化の問題も生じない金属を使用し、また、陽
極には白金族の金属もしくは金属酸化物を含有する被覆
を形成したチタン等の薄膜形成性金属を使用する。チタ
ン等の陽極側に使用する金属と陰極側の炭素鋼、ステン
レス等の異種の金属とを溶接等によって接合することは
容易ではないが、本発明の電解槽は、陰極5および陽極
6のそれぞれの端部に取付ボルト等の固定手段用の開口
部16を形成し、開口部には取付ボルトの貫通口を有す
る中空のスペーサ7を介して陰極と陽極を積層し、ボル
ト等の固定手段8によって固着し複極式電極ユニット2
を形成している。
【0012】本発明の複極式電極ユニットにおいては、
電極間隔は、陰極と陽極の間に配置するスペーサの厚さ
によって決定されるので、所定の厚さのスペーサを用い
るのみで電極間隙を容易に所定の値に設定することがで
きる。また、スペーサとしては部材の固定に使用される
金属の座がねを用いることができる。スペーサおよびボ
ルトには各種の材料を使用することができるが、チタン
等の耐食性の大きな金属を用いることが好ましい。これ
らの材料として金属を用いることによって、積層した電
極間の導電接続手段を別途設ける必要がない。
【0013】また、本発明の電解槽は、複数の複極式電
極ユニットを組み立てて、それらを複数個用いて電解槽
を形成するために、全ての電極をあらかじめ1体に組み
立てる必要がなく、ユニット毎に電解槽本体へ挿入する
ことができるので、電解槽の組立が容易となる。
【0014】図3(A)には、複極式電極ユニットの平
面図を示し、図3(B)には、図3(A)をA−A線で
切断した断面図を示し、図3(C)は外周スペーサの1
例を示す斜視図である。複極式電極ユニット2の陽極お
よび陰極には切り欠き部17が形成されており、切り欠
き部には外周スペーサ9が嵌合している。外周スペーサ
は図3(C)に示すように4分割した部材を組み立て、
1個の外周スペーサを形成し、外周スペーサは複極式電
極ユニットを固定している。
【0015】この結果、図1において電解槽1内の電解
液の流れを流路方向18で示すように、電解液はこの外
周スペーサ9で一度集められ後方へ流れて拡散し、さら
に次の外周スペーサで収束されるようになり、槽内では
常に激しい流れが起きており、そのために電極表面では
常に電解液が流動しているために、陰極表面に析出しや
すい水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等が成長しが
たくなる。
【0016】また、図4は端部陽極を示す斜視図であ
る。端部陽極3は給電部材12に設けたリブ19に接合
しており、給電部材は電解槽の槽壁の一部を形成し、電
解槽の構造体とフランジ部で接合しており、槽壁部分か
ら外部回路へ導電部材によって導電接続されている。
このため、給電部材に取り付けたリブの間には自由に電
解液が通過する空間が形成されており、端部陽極によっ
て電解液の通過に障害が生じたり、電解液の滞留部分が
形成されることはない。端部陽極について説明をした
が、端部陰極についても同様の構成とすることができ
る。
【0017】
【発明の効果】本発明は、陽極と陰極をスペーサを介し
て積層してボルト等によって固着して組み立てた陽極と
陰極からなる複極式電極ユニットの複数個に外周スペー
サを取り付けて、筒状の電解槽への固定と電解液の流路
の制御を行うことによって、電解槽内での電解液の滞留
箇所がなく、電極間隙を閉塞する物質の析出がない長寿
命の電解槽が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電解槽の一実施例を示す斜視図であ
る。
【図2】複極式電極ユニットの一実施例を示す斜視図で
ある。
【図3】複極式電極ユニットの平面図、断面図および外
周スペーサを示す図である。
【図4】端部陽極を示す図である。
【図5】従来の複極式電解槽の一例を示す図である。
【符号の説明】
1…電解槽、2…複極式電極ユニット、3…端部陽極、
4…端部陰極、5…陰極、6…陽極、7…スペーサ、8
…固定手段、9…外周スペーサ、10…流入口、11…
流出口、12,13…給電部材、14,15…導電部
材、16…開口部、17…切り欠き部、18…流路方
向、19…リブ、21…電解槽、22…端部陽極、23
…端部陰極、24…陽極、25…陰極、26…複極電極
板、27…スペーサ、28…固定部材、29…複極式電
極ユニット集合体、30…陽極側導電部材、31…陰極
側導電部材、32…電解液流入口、33…電解液流出
口、34…滞留部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の複極式電極ユニットを電解槽内の
    端部陽極と端部陰極の間に設けた電解槽において、複極
    式電解槽ユニットは異種の金属材料からなる板状の陰極
    および陽極を、陰極および陽極の端部に形成した固定手
    段貫通口に固定手段が貫通する開口を有するスペーサを
    設けて交互に積層の後に固定手段によって固定して一体
    化した複極式電極ユニットの周囲に、複極式電極ユニッ
    トの固定と電解液の流路を制限する外周スペーサを配置
    したことを特徴とする電解槽。
  2. 【請求項2】 端部陽極および端部陰極が電解液の流入
    口および流出口に相互に間隔を設けて形成したリブ状の
    導電性部材に取り付けられていることを特徴とする請求
    項1記載の電解槽。
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