JPH0649675A - 複極式電解槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】複極式電解槽において、陽極側隔壁を陽極側に
突出させた凸部を有し、かつ、該凸部と陽極とが導電性
部材を介して電気的に接合されていることを特徴とする
複極式電解槽、又は、該複極式電解槽において、陽極側
隔壁を陰極側に突出させた凹部を有することを特徴とす
る複極式電解槽。 【効果】本発明の複極式電解槽を使用すれば、陽極側の
導体抵抗が小さくなり、かつ、触媒活性が低下した陽極
の取り替えが簡便に成され、かつ、運転時に例えトラブ
ル時が発生しても簡便で経済的に補修が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な複極式電解槽に
関する。本発明が提供する電解槽は、導体抵抗が極めて
小さく、陽極の取り替えが簡便にでき、かつ、トラブル
時の電解槽の損傷が極めて軽微である。

【０００２】該複極式電解槽を用いる事によって、電解
時の電解電圧が低減でき、劣化した陽極の取り替えが簡
便に成され、かつ、トラブル時の電解槽の補修が極めて
簡便にできる。

【０００３】

【従来の技術】食塩水の電気分解をはじめとして、工業
的に電気分解を実施するための電解槽は種々の構造が知
られている。工業的に電解を実施する場合、電解電圧を
低減することが重要である事は言うまでもなく、そのた
めには電解槽の導体抵抗が小さい事が望まれる。また、
活性劣化、損傷等による陽極の更新が簡便に成され、さ
らに、トラブルが発生した場合にも損傷が軽微となる電
解槽の構造が望まれている。

【０００４】本発明では、以下、塩化アルカリ水溶液電
解に用いられている電解槽を例に取って説明する。

【０００５】含フッ素陽イオン交換膜を隔膜に用い食塩
水を電気分解する事により、陽極側から塩素を製造し陰
極側から苛性ソーダ並びに水素を製造する技術は、通常
イオン交換膜法食塩電解法と呼ばれている。該イオン交
換膜法食塩電解技術は、従来の水銀法、隔膜法に比べて
エネルギー効率が高くまた高純度の苛性ソーダが製造で
きることは一般によく知られている。

【０００６】近年、エネルギー節約の要望が高まり、イ
オン交換膜法食塩電解のエネルギー効率を更に向上する
必要性が高まっている。即ち、より低い電解電圧、及び
／または、より高い電流効率で食塩電解を実施する技術
が現在開発されつつある。

【０００７】食塩水の理論分解電圧は約２．２Ｖである
が、通常この理論分解電圧より１Ｖ以上も高い電圧で操
業されている。これは、陽極、及び、陰極の過電圧や、
膜抵抗、液抵抗、導体抵抗等の各種抵抗成分により電圧
が増大するためであることはよく知られている。即ち、
電解電圧を低下させるためには、陽極過電圧の低減、陰
極過電圧の低減、膜抵抗の削減、溶液抵抗の削減、及
び、電解槽の導体抵抗の削減等が重要な課題である。

【０００８】現在では、陽極としてチタン基体上に酸化
ルテニウムなどの低塩素過電圧特性を有する触媒を被覆
した電極が実用化され一般に用いられている。又、陰極
は低水素過電圧特性を有する電極が種々考案され、実用
化がなされている。これらの技術により、陽極過電圧、
及び、陰極過電圧はかなりのレベルまで改良された。な
お、陽極の触媒活性は電解にともない徐々に低下するた
め、長期間の使用の後に電極触媒を更新する事が必要で
ある。通常、陽極の電極触媒の更新は、陽極を新しい陽
極と取り替える事で成される。

【０００９】一方、陽イオン交換膜については、フッ素
樹脂母体にカルボン酸基及び／またはスルホン酸基を固
定イオンとして結合させた含フッ素陽イオン交換膜が使
用されている。該陽イオン交換膜は、電解電圧の低減、
電流効率の向上、耐久性の向上を目的に改良が加えられ
ている。これらの結果、膜抵抗の低減、電流効率の向上
はかなりのレベルまで改良されている。

【００１０】そのため、近年では、液抵抗、及び、導体
抵抗の低減を目的に、電解方法の改良、電解槽の改良等
に目標が変わって来ている。液抵抗の低減方法として
は、陰極、陽極間を可能な限り近接させて電解を実施す
ることが提案されている。即ち、膜と陽極、陰極と膜を
各々密着する電解方法である。この場合、電解中に発生
する気泡が膜の表面に付着する事による電解電圧の上昇
を緩和するため、膜の陽極側表面、および／または、陰
極側表面に気泡が付着しない為の気泡開放処理を施した
膜が一般に用いられている。

【００１１】ところで、工業的に用いられている電解槽
は単極式と複極式に大別されるが、単極式電解槽に比較
して複極式電解槽は、各電解槽毎の結線が不要であるた
め比較的簡単な構造とすることができること、また、大
電流が不要であり整流器、ブスバー等がコンパクトで安
価にできること等の多くの利点を持つ。そのため、複極
式電解槽の導体抵抗を削減する工業的価値は非常に大き
い。

【００１２】導体抵抗は、電解槽の構造や材質に大きく
影響される。即ち、電解槽を流れる電流の経路と該電流
経路に用いられる電解槽の材質の比抵抗により導体抵抗
は決定する。そのため、電流経路を可及的に短くし、か
つ／または、電流経路に採用する材質を比抵抗の小さい
部材により構成する事により導体抵抗の削減が可能であ
る。

【００１３】しかし、塩化アルカリ電解用の電解槽で
は、陰極側の材質は比較的比抵抗の小さいニッケルや鉄
系合金が採用できるが、陽極側の材質は一般に耐塩素ガ
ス性を有するが比抵抗は比較的大きいチタン、または、
チタン基合金等が採用されている。しかも、従来の複極
式電解槽では、実質的に平面のチタン製隔壁を陽極側隔
壁に用い、該隔壁と陽極の間はチタン製の導電リブで電
気的、機械的に接合されている。さらに、陽極室内部の
液の均一化、発生塩素ガスを電解槽外部に排出するため
の通路として、陽極と陽極側隔壁の間には通常３０〜５
０ｍｍの距離が必要とされる。

【００１４】すなわち、従来の複極式電解槽では比抵抗
が大きい陽極側の導電リブ内を電流が流れる間に、いわ
ゆる導体抵抗によって電圧が増大する。従って、特に陽
極側の導体抵抗を低減することが可能な複極式電解槽が
待望されていた。

【００１５】先に本出願人は前記要請に答えるべく、特
開昭５８−７１３８２号公報に於いて、電解槽の導体抵
抗を低減する目的で、陰・陽極室を耐食性金属薄板で形
成し、さらに該薄板を凹凸を有する波板とすることを主
旨とした電解槽を提案した。

【００１６】該公報の５頁の第４図、及び、第５図に好
ましい実施形態の１例を示す電解槽の断面図を示した
が、陰極室と陽極室の電気的接合は圧着接合により形成
されており、コネクターによる電圧ロスをなくすと共
に、陽極側隔壁の凸部に陽極が直接接合されているた
め、導電リブによる電圧ロスもなくすことが出来る。こ
の出願人の発明により、いわゆる導体抵抗は極めて低減
された。

【００１７】しかしながら、本発明者らが当該電解槽を
用いて塩化アルカリの電解を実施した場合に、以下に述
べる重大な欠点を見いだした。

【００１８】すなわち、長期間の使用により電極触媒活
性が低下した陽極を取り替える場合、該陽極を取り外す
時に陽極側隔壁が損傷し易く、さらに、陽極の取付も多
くの労力を必要とする。又、長時間の塩化アルカリ電解
後に、イオン交換膜にピンホ−ルが生じ、その周辺の陽
極、並びに陽極側隔壁が著しく腐食することがあり、こ
の様に著しく陽極側が破損した電解槽を補修するために
は、電解槽の陽極側隔壁をすべて取り替えるしかなく、
補修に著しい労力と材料が必要である。

【００１９】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、上記要請に
答えるべく陽極側の導体抵抗が小さく、かつ、触媒活性
が低下した陽極の取り替えが簡便に成され、かつ、運転
時に例えトラブルが発生しても簡便で経済的に補修が可
能な複極式電解槽を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複極式電解槽
において、陽極側隔壁を陽極側に突出させた凸部を有
し、かつ、該凸部と陽極とが導電性部材を介して電気的
に接合されていることを特徴とする複極式電解槽。又
は、陽極側隔壁を陰極側に突出させた凹部も有すること
を特徴とする複極式電解槽に関するものである。

【００２１】本発明が提供する複極式電解槽を用いるこ
とによって、陽極側の導体抵抗が小さいため電解を低電
圧で実施可能となり、陽極の更新も簡便に成され、か
つ、仮に膜にピンホールが発生しても、電解槽の損傷は
極めて軽微であり、該損傷の補修も極めて簡便、安価に
実施可能となる。

【００２２】以下、本発明の提供する電解槽の構造を図
面を基に説明する。しかしながら、これらの図面は本発
明の好ましい実施形態の一例として説明するものであ
り、これらの図面によって本発明を限定する意図は無論
ない。また、複極式電解槽は、当業界でよく知られてい
るので、ここでは本発明を特徴づける点について塩化ア
ルカリ水溶液電解用の複極式電解槽を例に詳細に説明す
る。なお、電解液の供給排出ノズル、陰極等は省略して
いるが、これらは従来の複極式電解槽と同一の材質、構
造を適時応用し取り付ければ良い。

【００２３】図１及び図２は、本発明に好ましく用いら
れる複極式電解槽の構造の一例である。また、図３及び
図４は、陽極側隔壁、陰極側隔壁及び陽極との関係を例
示している。

【００２４】図中、（１）は陽極側隔壁であり、通常チ
タン、またはチタン基合金からなる平板で形成される。
また、（２）は陰極側隔壁であり、通常ステンレス、又
はニッケル等の平板で形成される。陽極側隔壁（１）は
陽極（６）側に突き出した凸部（４＋４´）（尚、ここ
で４は突出面を示し、４´は傾斜面を示す．）を有する
ことが必須である。又、陽極側隔壁（１）は陰極（図示
せず。）側に突き出した凹部（５）を有しても良い。

【００２５】又、導体抵抗の低減を更に効果的にするこ
と及び機械的強度を上げる為に、陽極側隔壁（１）と陰
極側隔壁（２）との間に導電性部材（３）を介しても良
い。又、陽極側隔壁（１）と陽極（６）との間には別の
導電性部材（３´）を介して取り付けられることを必須
とする。また、該隔壁（１）を構成する材質は、少なく
とも陽極側表面にはチタン、または、チタン基合金を用
いることが望ましい。これは例えば、チタンの薄板で作
製する事も可能であるし、チタンとチタン以外の良導電
材のクラッドにて作製する事も可能である。チタン以外
の良導電材としては、銅、銅基合金、鉄、鉄基合金等を
例示することが出来る。但し、基材をチタンとチタン以
外のクラッド材にて製作した場合には、チタンを陽極側
に向けて用いる事は言うまでもない。

【００２６】さらに、凸部（４＋４´）の垂直高さは又
は突出面（４）と凹部（５）との上下差は、好ましくは
１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である。陽極側隔壁（１）の
平板部又は凹部（５）は電解液、及び、ガスの通路とし
て働くために、１０ｍｍ未満では電圧低減効果が減少す
る。一方、７０ｍｍを越えた場合には、電解槽の幅が増
大して導体抵抗が増大し、設置面積を増加させ、又、電
解槽当たりの材料費の増大を招くため好ましくない。

【００２７】又、凸部（４＋４´）は互いに同一形状で
あっても良いし、同一形状でなくても良い。また、凸部
（４＋４´）は、各々が並行で、かつ、実質的に上下方
向に設けることも可能であるが、他の好ましい形態とし
ては、上下方向に対して、好ましくは４５度以内の角度
で、傾けることも出来る。しかし、４５度よりも大きい
角度を持つ場合には、該凸部に気泡が滞留し電解特性に
悪影響を与える。

【００２８】さらに、凹凸は、上下方向に連続している
必要はなく、むしろ上下方向に複数に分かれていれば内
部の電解液の混合をより十分にならしめるために好まし
い。これは例えば、図２の様な形状で達成できる。

【００２９】一方、突出面（４）の形状は何等制限はな
く、例えば、長方形、平行四辺形、多角形、円形、楕円
形などあらゆる形状が適時用いられる。

【００３０】図５及び図６には従来の複極式電解槽及び
その陽極側隔壁、陰極側隔壁及び陽極との関係を示す。

【００３１】陽極側隔壁（１）には導電性リブ（７）が
取付られ、該導電性リブ（７）に陽極（６）が取り付け
られる。前述のように、導電性リブ（７）は通常、チタ
ン、または、チタン基合金からなり、電気が該導電性リ
ブを流れる際に、導体抵抗により電圧が上昇する。よっ
て、電解電圧の低減のためには、導電リブは可能な限り
短くすることが望まれるが、電解液、及び、塩素ガスを
電解槽外に排出するための通路を陽極背面に設けるた
め、陽極裏面と陽極側隔壁との間に通常３０〜５０ｍｍ
の間隔を開けるような幅を必要とする。

【００３２】又、通常陽極側隔壁（１）は、ニッケル、
鉄等の陰極側隔壁（２）と少なくとも一部で電気的に接
合されている。該陰極側隔壁（２）は、導電性リブ（図
示せず）により陰極（図示せず）と接合される。

【００３３】また、本発明において、突出面（４）の総
面積が、有効電解面積に対して占める面積の割合は、５
％以上で６０％を越えない範囲であることが好ましい。
５％より少ない場合には、導体抵抗が上昇し、本発明の
効果が減少する。好ましくは１５％以上である。一方、
６０％を越えると、電解液の供給状態が悪化し、かつ、
発生ガスの滞留が生じるため、電解電圧の上昇、及び／
または、電流効率の低下を招く、また、場合によっては
膜の破損を促す。

【００３４】一方、陰極側隔壁（２）は、材質に従来用
いられているものを用いて作製すれば、特に形状の制限
はない。例えば、平板でもよいし、陽極側隔壁同様凹凸
を有していても良い。陰極側隔壁が凹凸を有している場
合、陽極側隔壁と同様に陰極側凸部が定義されるが、こ
れらの形状は陽極側隔壁と同一であってもよいし、異な
る形状でもよい。

【００３５】また、陰極側の表面材質にはニッケル、ま
たは、ニッケル基合金を用いることにより、電解時の腐
食が特に抑えられるために好ましい。これは、例えば、
ニッケルまたはニッケル基合金のみで隔壁を構成する事
も可能であるし、鉄または鉄系合金にニッケルまたはニ
ッケル基合金層をメッキ、溶射等の手段で形成した材の
ニッケル層を陰極側に向ける事でも可能である。

【００３６】これらの陽極側隔壁（１）と陰極側隔壁
（２）は、少なくとも一部で電気的に接合されているこ
とが必須である。この時、電気的接合の少なくとも一ヶ
所は、陽極側隔壁の凸内面と陰極側の隔壁で電気的に接
合されることが好ましい。

【００３７】図３は、図１のＡ−Ａ’の断面の１例とし
て、実質上平板である陰極側隔壁（２）と、凸部を有す
る陽極側隔壁（１）とから電解槽の隔壁を構成した場合
の例を示している。

【００３８】図３に示したように、陰極側隔壁の内面に
実質上垂直に接合された導電部材（３）を介して陽極側
隔壁の凸上部内面とが電気的に接合されている。ここ
で、該導電部材（３）は電気抵抗が小さいことが望ま
れ、好ましくは銅、ニッケル、鉄、または、これらの少
なくとも一つを含む合金が用いられる。

【００３９】なお、陽極側隔壁と陰極側隔壁がこれ以外
の部位で接合されても良い。むしろ、その他の部位でも
接合すれば、隔壁の機械的強度が向上する。例えば、陽
極側隔壁の平板部と陰極側隔壁とを直接接合することで
機械的強度は向上する。

【００４０】前記陽極側隔壁の突出面（４）と陽極
（６）を導電性部材（３´）を介して電気的に接合する
ことが必須である。導電性部材（３´）を介すること無
く、陽極側隔壁の突出面（４）と陽極（６）と直接接合
すれば、本発明の効果は全く発揮されない。

【００４１】また、図４は図２のＢ−Ｂ’の断面の一例
であるが、図４では陰極側隔壁（２）が陽極側隔壁
（１）と同一形状からなる例を示す。

【００４２】この場合、少なくとも陽極側隔壁の突出面
（４）と陰極側隔壁が電気的に接合されることが好まし
い。この時の接合は、導電部材（３）を介しても良い
し、図４のように陽極側の突出面（４）と陰極側隔壁
（２）の背面を直接接合すれば特に導体抵抗が低減でき
るため好ましい。又、全面を電気的に接合することも好
ましい方法である。

【００４３】例えば、陽極側隔壁と陰極側隔壁の電気的
接合は、スポット溶接等で実施可能であるし、爆着法を
用いて、陰極側隔壁と陽極側隔壁を接合することも可能
である。また、陽極側隔壁と陰極側隔壁を圧着接合した
複合部材を、所望の形状に変形せしめることも本発明で
好適に用いることが出来る。また、板状のチタンとニッ
ケルの板材を、プレス成形などで変形することも可能で
ある。

【００４４】さらに、前記陽極側隔壁の突出面（４）と
陽極（６）を導電性部材（３´）を介して電気的に接合
することが必須である。導電性部材（３´）を介するこ
と無く、陽極側隔壁の突出面（４）と陽極（６）と直接
接合すれば、本発明の効果は全く発揮されない。

【００４５】例えば、従来の凸部のある電解槽の断面図
を示す例である図７及び図８を、陽極側隔壁が凹凸を有
する従来の電解槽の１例として例示した。これらの場
合、陽極側隔壁の突出面（４）と陽極（６）が直接接合
されており、陽極側隔壁が損傷し易い事等、本発明の効
果は何等発揮されない。

【００４６】なお、上記図７及び図８に例示した断面構
造を有する電解槽に於いて、陽極側隔壁と陽極とを導電
性部材（３´）を介して電気的に接合すれば、本発明の
電解槽の好ましい実施形態の１つとなることは言うまで
もない。

【００４７】導電性部材（３´）の材質は導電性で、か
つ、陽極室内の電解下で十分な耐久性を有するものが適
時使用可能である。好ましくは、少なくとも表面の材質
はチタン、または、チタン基合金である。導電性部材
（３´）はすべてチタン、または、チタン基合金で作製
することも可能であるし、内部に銅などの良導電性の材
を内包することも可能である。例えば、チタン製の角
棒、丸棒、または、表面はチタンであり内部に銅を有す
る角棒、または、丸棒のクラッド材などを、好適に用い
ることが出来る。

【００４８】なお、一つの突出面（４）に対して一つの
導電性部材（３´）を用いても良いし、複数用いても良
い。また、導電性部材（３´）が突出面（４）に占める
投影面積の割合は、７０％以下であることが好ましい。
７０％より大きい場合この部分での電解液の供給が悪化
し、電圧の上昇、及び／または、電流効率の低下を招く
ばかりではなく、膜に悪影響を及ぼす。但し、該割合
は、５％以上であることが好ましい。５％未満では、導
電性部材（３´）が細くなり、導体抵抗が上昇する。

【００４９】さらに、導電性部材（３´）を介して陽極
側隔壁と陽極を接合する場合、陽極側隔壁の突出面
（４）と陽極の裏面の距離は好ましくは２ｍｍ以上、さ
らに好ましくは３ｍｍ以上である。陽極側隔壁（１）の
突出面（４）と陽極裏面との距離が、２ｍｍ未満の場合
には、陽極側隔壁（１）が損傷し易く、本発明の効果が
十分に得られない。一方、２ｍｍ以上の距離を有してお
れば、いかなる値に於いても本発明の効果が発揮される
が、余り離しすぎた場合には、電解槽自体の設置面積が
増大し、さらに導体抵抗が高くなるので、通常、１０ｍ
ｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下とする。

【００５０】陽極は、既存の塩化アルカリ電解用陽極が
すべて適用可能であり、例えば、チタン基体の上に、酸
化ルテニウム等の低塩素過電圧特性を有する電極触媒層
を形成したものが用いられる。又、形状は特に限定され
ないが、有孔板状の電極を用いることにより、発生する
塩素ガスが電極裏面に抜けその後セル外部に排出される
ため好ましい。このような形状の電極は、パンチドメタ
ル、エキスパンドメタル、または、網状電極として広く
知られている。

【００５１】一方、陰極側隔壁と陰極との接合は、従来
知られているあらゆる方法が適用可能である。例えば、
図３のように陰極側隔壁を実質上平面で構成する場合に
は、陰極側隔壁と陰極を１０〜５０ｍｍ離すように導電
性リブを用いて支持することによって成される。この導
電性リブは従来用いられている物が全て適用可能であ
る。

【００５２】又、図４のように陰極側隔壁を凹凸を有す
る部材で構成した場合には、陽極側隔壁の凹部（５）と
陰極を直接電気的に接合することができる。また、必要
であれば、陽極と同様に導電性部材を介して電気的に接
合することも可能である。

【００５３】また、本発明の電解槽では、低水素過電圧
特性を有する活性陰極を設置する事で電解電圧を極めて
低減できる。例えば、鉄、鉄系合金、ニッケル、また
は、ニッケル基合金の電極に活性ニッケル層を電気メッ
キしたものが適用可能である。この様な活性陰極の製法
は、例えば特開昭５８−６９８３公報に開示されてい
る。また、この様な活性陰極を設置する場合には、陰極
を隔壁に接合した後、陰極、及び、陰極室内部のすべて
に活性陰極メッキする方法で実施する事が好ましい。

【００５４】以上説明した複極式電解槽を用いて、塩化
アルカリ水溶液の電解を実施する方法について説明す
る。塩化アルカリ水溶液の電解方法については、すでに
種々の方法が知られており、本発明ではこれらを適時応
用すればよい。

【００５５】すなわち、前記複極式電解槽を複数直列に
置き、陽極と陰極の間に隔膜を設置し陽極室と陰極室を
形成する。この時の槽数は特に限定されないが、通常５
〜３０槽程度である。隔膜には、含フッ素陽イオン交換
膜を使用する事が好ましいが、アスベスト等のいわいる
隔膜法で実施する事もできる。

【００５６】また、陽極と膜、及び、陰極と膜はある間
隔を設けて配置する事も可能であるが、各々接触して配
置すれば溶液抵抗が軽減されるため好ましい。なお、こ
の場合、使用する陽イオン交換膜は、陽極側表面、及び
／または、陰極側表面に気泡開放処理がなされているこ
とが望ましい。このような陽イオン交換膜は広く一般に
知られている。

【００５７】陽極室には精製された塩化アルカリ溶液が
供給され、陰極室には純水、および／または、苛性アル
カリ溶液が供給される。なお、各室に独立に液を供給し
てもよいが、通常並列に供給される。

【００５８】この時の供給濃度は特に限定はなく、通
常、塩化アルカリ溶液の濃度は２３０ｇ／リットル〜飽
和濃度の範囲、苛性アルカリの濃度は３２重量％以下に
設定される。

【００５９】また、電流は最端部の陽極から最端部の陰
極に向けて直列に流され、電解により陽極室からは塩素
及び希釈塩化アルカリ溶液が、陰極室からは水素及び苛
性アルカリが排出される。排出はすべて独立して実施し
てもよいが、通常、陽極系、陰極系はそれぞれ並列に実
施される。塩素及び水素は各々精製工程等を経た後製品
となる。また、希釈塩化アルカリ溶液は、通常一部が再
循環され、残りは処理され、場合によっては再利用され
る。苛性アルカリは、通常一部が再循環され、残りは濃
縮工程等を経た後製品となる。

【００６０】排出される希釈塩化アルカリの濃度、苛性
アルカリの濃度は特に限定はなく、通常、希釈塩化アル
カリの濃度は２３０〜１７０ｇ／リットルの範囲、苛性
アルカリは２０重量％〜５０重量％の範囲に設定され
る。

【００６１】電解電流密度は特に制限はなく、通常、１
〜７ＫＡ／ｍ²程度である。

【００６２】電解温度は特に制限はなく、通常、７５〜
１００℃程度である。

【００６３】以上のように、従来公知の塩化アルカリ溶
液の電解に、本発明の複極式電解槽を用いる事によっ
て、陽極側の導体抵抗が小さく電解電圧が低減され、触
媒活性が低下した陽極の取り替えが簡便に成され、か
つ、運転時に、例えトラブルが発生しても、補修が簡
便、かつ、経済的に成される。

【００６４】なお、本発明の複極式電解槽は塩化アルカ
リ溶液の電解にとどまらず、他の工業電解分野にも適用
できる事は言うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】従来公知の電解槽に比較して、本発明が
提供する新規な複極式電解槽を用いた場合の効果は、以
下の３つに集約される。

【００６６】即ち、まず第１に本発明の提供する電解槽
は、導体抵抗が小さいために電解電圧を低減可能であ
る。これは、本発明が提供する電解槽図１及び図２と、
従来一般用いられていた電解槽の代表例である図５とを
比較すれば明らかである。図５の電解槽では、陽極側隔
壁と陽極との電気的接続は、チタン製の導電性リブによ
り成されていた。この場合、抵抗の大きなチタンから成
る導電性リブを介して陽極に電気を供給するため、この
部分で大きな電圧の降下が生じる。この為、電解電圧に
占める導体抵抗損の割合が大きい。

【００６７】しかしながら本発明の電解槽では、陽極側
隔壁と陽極との電気的接続は、ごく短距離の導電性部材
（３´）があるだけである。このため、陽極側隔壁と陽
極間での導体抵抗による電圧損失が極めて低減される。
そのため、電解電圧が低下する。なお、陽極側隔壁と陰
極側隔壁間は、銅、または、ニッケル等で電気的に接合
されるため、この間での導体抵抗も無視し得る。

【００６８】第２に、長期間使用し触媒活性が低下した
陽極の更新が簡便にできる。即ち、本発明の電解槽で
は、陽極側隔壁（１）と陽極（６）とは導電性部材を介
して接合されているので、陽極を取り外す工程で該隔壁
を損傷する危険性はなく、かつ、取り外し、取り付け共
に簡便に実施できる。

【００６９】第３に、本発明が提供する電解槽と特開昭
５８−７１３８２号の具体的例示として示した図７及び
図８の様な従来の電解槽と比較すると、本発明の電解槽
は、陽極側隔壁の突出面（４）と陽極（６）とは導電性
部材（３´）を介して接合されているため、陽極側隔壁
の突出面（４）が陽極の穴を塞ぐ面積が小さい。そのた
め、他の部位同様陽極と膜間には十分に電解液が供給さ
れ、かつ、塩素ガスの滞留もなく、該部位で特に膜が悪
影響を受ける懸念はない。しかも、例え膜にピンホール
が生じたとしても、本発明の電解槽は、陽極側隔壁
（１）と隔膜とが直接接触しておらず、陽極側隔壁
（１）が隔膜から２ｍｍ以上離れている為に、陽極側隔
壁は何等腐食を受ける事なく、陽極、もしくは、陽極と
導電性部材（３´）が腐食されるのみである。この為、
補修時には、腐食した陽極、または、陽極と導電性部材
（３´）を取り替えるだけでよく、その補修費は著しく
軽減され、かつ、極めて簡便に補修が実施できる。

【００７０】この様に、陽極側隔壁の突出面（４）に導
電性部材（３´）を設置する事により、トラブル時の腐
食が著しく軽減される事は驚くべき事であり、本発明が
提供する電解槽は従来の電解槽に比べ極めて性能が優れ
たものといえる。

【００７１】なお、本発明の電解槽構造の設計思想、並
びに、効果等は、膜のピンホールなどにより陽極室に漏
洩する苛性の腐食影響は陽極裏面よりも陽極側隔壁に向
かって１ｍｍ程度の範囲にしか達しないことを、本発明
者らが初めて見いだしたことにより達成されたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電解槽の１例を示す平面図である。

【図２】本発明の電解槽の１例を示す平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ´の断面図であって、本発明の電
解槽の１例を示すものである。

【図４】図２のＢ−Ｂ´の断面図であって、本発明の電
解槽の１例を示すものである。

【図５】従来一般に用いられていた複極式電解槽の１例
を示す平面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ´の断面図であって、従来の電解
槽の１例を示すものである。

【図７】従来の凸部のある電解槽の断面図の１例を示す
ものである。

【図８】従来の電解槽の１例を示すものである。 なお、図面中の、１は陽極側隔壁、２は陰極側隔壁、３
は陰極側隔壁と陽極側隔壁を接合する導電性部材、３´
は陽極側隔壁と陽極とを接合する導電性部材、（４＋４
´）は陽極部凸部、４は陽極側凸部の突出面、４´は陽
極側凸部の傾斜面、５は陰極側凹部、６は陽極、７は導
電性リブを示す。但し、各図面は本発明の特徴を示すた
めのものであって、給液・排液ノズル、陰極等は省略し
ている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複極式電解槽において、陽極側隔壁を陽極
   側に突出させた凸部を有し、かつ、該凸部と陽極とが導
   電性部材を介して電気的に接合されていることを特徴と
   する複極式電解槽。
2. 【請求項２】請求項１に記載されている複極式電解槽に
   おいて、陽極側隔壁を陰極側に突出させた凹部を有する
   ことを特徴とする複極式電解槽。