JPH0874084A - 複極電解槽 - Google Patents
複極電解槽Info
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- JPH0874084A JPH0874084A JP6230660A JP23066094A JPH0874084A JP H0874084 A JPH0874084 A JP H0874084A JP 6230660 A JP6230660 A JP 6230660A JP 23066094 A JP23066094 A JP 23066094A JP H0874084 A JPH0874084 A JP H0874084A
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】陽極室枠と陰極室枠の背板同士を溶接面積や強
度のバラツキが小さくクラックやヒズミが生じないよう
に接合してなる複極電解槽を提供する。 【構成】陽極室枠及び陰極室枠をその背板同士が向かい
合うように配置し、両背板の間に複数の金属層からなる
クラッド材を介在させて背板とクラッド材をレーザ溶接
することにより一体に結合して複極隔壁とした。
度のバラツキが小さくクラックやヒズミが生じないよう
に接合してなる複極電解槽を提供する。 【構成】陽極室枠及び陰極室枠をその背板同士が向かい
合うように配置し、両背板の間に複数の金属層からなる
クラッド材を介在させて背板とクラッド材をレーザ溶接
することにより一体に結合して複極隔壁とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複極電解槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば塩化アルカリ電解槽には、フィル
タープレス型の電解槽が多く用いられている。これはイ
オン交換膜と室枠とを交互に配置して、油圧式プレス等
で締め付けてなるもので、電解槽の形式は電気的な接続
方法の相違から、並列接続形式の単極電解槽と、直列接
続形式の複極電解槽とに大別される
タープレス型の電解槽が多く用いられている。これはイ
オン交換膜と室枠とを交互に配置して、油圧式プレス等
で締め付けてなるもので、電解槽の形式は電気的な接続
方法の相違から、並列接続形式の単極電解槽と、直列接
続形式の複極電解槽とに大別される
【０００３】複極電解槽の室枠１５は、図２のように陽
極室２０と陰極室３０とを背中合わせに配置したもの
で、陽極室２０を構成する陽極室枠２１は陽極背板２２
と、これとほぼ平行に配置されたメッシュ状の陽極板２
３とよりなり、陽極背板２２と陽極板２３との間には間
隔を保持するために支持部材２４が配置されている。
極室２０と陰極室３０とを背中合わせに配置したもの
で、陽極室２０を構成する陽極室枠２１は陽極背板２２
と、これとほぼ平行に配置されたメッシュ状の陽極板２
３とよりなり、陽極背板２２と陽極板２３との間には間
隔を保持するために支持部材２４が配置されている。
【０００４】陰極室３０を構成する陰極室枠３１の構造
も陽極室枠と同じで、陰極背板３２と、メッシュ状の陰
極板３３と、支持部材３４とよりなっている。陽極背板
２２と陰極背板３２の周縁部は、それぞれ折曲げられて
枠体２５に固定されている。このような複数の室枠１５
がイオン交換膜１６を挾んで配置されている。イオン交
換膜１６の端部は各室枠１５間に間隔を保持するために
設けられたガスケット１７間に挾まれて固定されてい
る。なお複極電解槽を構成する各室枠１５の一つを陰極
室枠３１側から見ると図３のようである。
も陽極室枠と同じで、陰極背板３２と、メッシュ状の陰
極板３３と、支持部材３４とよりなっている。陽極背板
２２と陰極背板３２の周縁部は、それぞれ折曲げられて
枠体２５に固定されている。このような複数の室枠１５
がイオン交換膜１６を挾んで配置されている。イオン交
換膜１６の端部は各室枠１５間に間隔を保持するために
設けられたガスケット１７間に挾まれて固定されてい
る。なお複極電解槽を構成する各室枠１５の一つを陰極
室枠３１側から見ると図３のようである。
【０００５】塩素ガスが発生する陽極側では、陽極室枠
２１の陽極板２３は、耐食性に優れた例えばチタン等の
導電性のメッシュ状板を基板としこれに酸化チタンや貴
金属の酸化物（例えば酸化ルテニウム、酸化イリジュウ
ム等）をコーティングしてなり、陽極背板２２と支持部
材２４は例えばチタンやチタン合金からなる。
２１の陽極板２３は、耐食性に優れた例えばチタン等の
導電性のメッシュ状板を基板としこれに酸化チタンや貴
金属の酸化物（例えば酸化ルテニウム、酸化イリジュウ
ム等）をコーティングしてなり、陽極背板２２と支持部
材２４は例えばチタンやチタン合金からなる。
【０００６】一方、水酸化ナトリウムと水素が発生する
陰極側では、陰極室枠３１の陰極板３３は、耐アルカリ
性の例えば鉄、ニッケル、ステンレス等の導電性のメッ
シュ状板を基板としこれにラネーニッケルや貴金属をコ
ーティングしてなる。陰極背板３２と支持部材３４は例
えば軟鋼、ニッケル、ステンレス、銅等からなる。
陰極側では、陰極室枠３１の陰極板３３は、耐アルカリ
性の例えば鉄、ニッケル、ステンレス等の導電性のメッ
シュ状板を基板としこれにラネーニッケルや貴金属をコ
ーティングしてなる。陰極背板３２と支持部材３４は例
えば軟鋼、ニッケル、ステンレス、銅等からなる。
【０００７】陽極室枠２１と陰極室枠３１とは背中合わ
せに配置され、両室枠の背板が隔壁を構成している。隔
壁の電気抵抗を低くするため陽極背板２２と陰極背板３
２は、必要に応じてクラッド材２６を介在させて、プレ
ス等により機械的に圧接されたり、溶接により固着され
る。
せに配置され、両室枠の背板が隔壁を構成している。隔
壁の電気抵抗を低くするため陽極背板２２と陰極背板３
２は、必要に応じてクラッド材２６を介在させて、プレ
ス等により機械的に圧接されたり、溶接により固着され
る。
【０００８】たとえば特公昭５４−９００７９のように
銅やアルミニウムをチタンの背板とステンレスの背板の
間に介在させ超音波溶接したもの、特公昭５２−３２８
６６のように陽極背板と陰極背板とを直接爆着溶接した
もの、特開昭６１−１９７８９のように陽極背板と陰極
背板の間にチタン−銅−鉄等の３重クラッド材を介在さ
せアークスポット溶接したりしている。
銅やアルミニウムをチタンの背板とステンレスの背板の
間に介在させ超音波溶接したもの、特公昭５２−３２８
６６のように陽極背板と陰極背板とを直接爆着溶接した
もの、特開昭６１−１９７８９のように陽極背板と陰極
背板の間にチタン−銅−鉄等の３重クラッド材を介在さ
せアークスポット溶接したりしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の接合方
法では溶接面積や強度のバラツキが多く、従って電気抵
抗にバラツキが出る。また溶接時に熱によりクラックが
発生し易く、背板にクラックが発生した場合には液リー
クの原因となる。さらに溶接時に熱により室枠にヒズミ
が生じ易く、室枠とイオン交換膜とを交互に配置して互
いに締め付けて行く時に、室枠の歪によりイオン交換膜
が損傷する恐れがある。また材質がニッケルの場合は電
気抵抗が小さいため溶接ができない等の欠点がある。
法では溶接面積や強度のバラツキが多く、従って電気抵
抗にバラツキが出る。また溶接時に熱によりクラックが
発生し易く、背板にクラックが発生した場合には液リー
クの原因となる。さらに溶接時に熱により室枠にヒズミ
が生じ易く、室枠とイオン交換膜とを交互に配置して互
いに締め付けて行く時に、室枠の歪によりイオン交換膜
が損傷する恐れがある。また材質がニッケルの場合は電
気抵抗が小さいため溶接ができない等の欠点がある。
【００１０】本発明は、陽極室枠と陰極室枠の背板同士
を、溶接面積や強度のバラツキが小さく、クラックやヒ
ズミが生じないように接合して複極隔壁としてなる複極
電解槽を提供することを目的としている。
を、溶接面積や強度のバラツキが小さく、クラックやヒ
ズミが生じないように接合して複極隔壁としてなる複極
電解槽を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の複極電解槽で
は、背板と、この背板から間隔を置いてほぼ平行に配置
されたメッシュ状の極板とをそれぞれ有する陽極室枠及
び陰極室枠を、その背板同士が向かい合うように配置
し、両背板の間に複数の金属層からなるクラッド材を介
在させて背板とクラッド材をレーザ溶接することにより
一体に結合して複極隔壁となすように構成されている。
は、背板と、この背板から間隔を置いてほぼ平行に配置
されたメッシュ状の極板とをそれぞれ有する陽極室枠及
び陰極室枠を、その背板同士が向かい合うように配置
し、両背板の間に複数の金属層からなるクラッド材を介
在させて背板とクラッド材をレーザ溶接することにより
一体に結合して複極隔壁となすように構成されている。
【００１２】また本発明の複極電解槽では、支持部材と
極板とがレーザ溶接されるように構成されている。
極板とがレーザ溶接されるように構成されている。
【００１３】さらに本発明の複極電解槽では、レーザが
出力０．８〜１．５ＫＷ、トーチ走査速度０．５〜２．
０ｍ／分の炭酸ガスレーザを使用して溶接するように構
成されている。
出力０．８〜１．５ＫＷ、トーチ走査速度０．５〜２．
０ｍ／分の炭酸ガスレーザを使用して溶接するように構
成されている。
【００１４】また本発明の複極電解槽では、レーザが出
力０．８〜１．５ＫＷ、トーチ走査速度０．５〜２．０
ｍ／分のＮｄ−ＹＡＧレーザを使用して溶接するように
構成されている。
力０．８〜１．５ＫＷ、トーチ走査速度０．５〜２．０
ｍ／分のＮｄ−ＹＡＧレーザを使用して溶接するように
構成されている。
【００１５】
【作用】クラッド材を介して背板同士が、或いは支持部
材と極板とがレーザ溶接により溶着されている。
材と極板とがレーザ溶接により溶着されている。
【００１６】
【実施例】図１において、室枠１は、陽極室枠２と陰極
室枠３とからなり、陽極室枠２は陽極背板４と、この陽
極背板から間隔を置いてほぼ平行に配置されたメッシュ
状の陽極板５と、陽極背板４と陽極板５との間に配置さ
れた支持部材６を有し、同様に構成された陰極室枠３と
が、その背板同士を向かい合うようにして配置されてい
る。各背板の厚さは例えば約１ｍｍである。陽極背板４
と陰極背板７とは、後述するようにクラッド材９を介し
て一体に結合され複極隔壁を構成する。
室枠３とからなり、陽極室枠２は陽極背板４と、この陽
極背板から間隔を置いてほぼ平行に配置されたメッシュ
状の陽極板５と、陽極背板４と陽極板５との間に配置さ
れた支持部材６を有し、同様に構成された陰極室枠３と
が、その背板同士を向かい合うようにして配置されてい
る。各背板の厚さは例えば約１ｍｍである。陽極背板４
と陰極背板７とは、後述するようにクラッド材９を介し
て一体に結合され複極隔壁を構成する。
【００１７】陽極室枠２の陽極板５は、例えばチタンの
メッシュ状板を基板としこれに酸化チタンや貴金属の酸
化物（例えば酸化ルテニウム、酸化イリジュウム等）を
コーティングしてなり、陽極背板４と支持部材６は例え
ばチタンやチタン合金からなる。
メッシュ状板を基板としこれに酸化チタンや貴金属の酸
化物（例えば酸化ルテニウム、酸化イリジュウム等）を
コーティングしてなり、陽極背板４と支持部材６は例え
ばチタンやチタン合金からなる。
【００１８】一方、陰極室枠３の陰極板（図示せず）
は、例えば鉄、ニッケル、ステンレス等のメッシュ状板
を基板としこれにラネーニッケルや貴金属をコーティン
グしてなる。陰極背板７と支持部材８は例えば軟鋼、ニ
ッケル、ステンレス、銅等からなる。
は、例えば鉄、ニッケル、ステンレス等のメッシュ状板
を基板としこれにラネーニッケルや貴金属をコーティン
グしてなる。陰極背板７と支持部材８は例えば軟鋼、ニ
ッケル、ステンレス、銅等からなる。
【００１９】両背板の間に配置されたクラッド材９は複
数の金属層からなり、厚みは好ましくは１〜３ｍｍであ
り、材質は背板の材質により異なるが、例えばチタン、
銅、鉄の３層、あるいはチタン、銅、ニッケルの３層、
又はチタンと鉄の２層等からなる。そして、クラッド材
のチタン側が陽極背板に面するように配置される。
数の金属層からなり、厚みは好ましくは１〜３ｍｍであ
り、材質は背板の材質により異なるが、例えばチタン、
銅、鉄の３層、あるいはチタン、銅、ニッケルの３層、
又はチタンと鉄の２層等からなる。そして、クラッド材
のチタン側が陽極背板に面するように配置される。
【００２０】陽極背板４と支持部材６の箇所では矢印ａ
方向からレーザ発生装置（図示せず）によりレーザ光が
照射され、これにより陽極背板４と支持部材６とクラッ
ド材９とが溶着される。同様に支持部材６と陽極板５が
溶接される箇所でも矢印ｂ方向からレーザ光が照射され
レーザ溶接される。陰極室枠３でも同様である。
方向からレーザ発生装置（図示せず）によりレーザ光が
照射され、これにより陽極背板４と支持部材６とクラッ
ド材９とが溶着される。同様に支持部材６と陽極板５が
溶接される箇所でも矢印ｂ方向からレーザ光が照射され
レーザ溶接される。陰極室枠３でも同様である。
【００２１】レーザとしてはパルス方式又は連続方式の
例えばルビー、Ｎｂガラス、Ａｒイオンレーザ等を含め
た種々のレーザが使用できるが、なかでも炭酸ガスレー
ザはエネルギーの集中性が良く、熱影響、熱歪のほとん
どない高精度の溶接ができるので好ましい。更に、Ｎｄ
−ＹＡＧレーザは波長が短く金属の吸収係数が大きくか
つピーク強度の大きい高エネルギー密度を有するので溶
接強度が大きい上に、石英光ファイバーが使用できるの
で作業性も良好であって特に好ましい。
例えばルビー、Ｎｂガラス、Ａｒイオンレーザ等を含め
た種々のレーザが使用できるが、なかでも炭酸ガスレー
ザはエネルギーの集中性が良く、熱影響、熱歪のほとん
どない高精度の溶接ができるので好ましい。更に、Ｎｄ
−ＹＡＧレーザは波長が短く金属の吸収係数が大きくか
つピーク強度の大きい高エネルギー密度を有するので溶
接強度が大きい上に、石英光ファイバーが使用できるの
で作業性も良好であって特に好ましい。
【００２２】本発明において炭酸ガスレーザ又はＮｄ−
ＹＡＧレーザが使用される場合、その出力は好ましくは
０．８〜１．５ＫＷ、特に１．０〜１．２ＫＷがよく、
またトーチの走査速度（トーチを溶接面に走らす速度）
は好ましくは０．５〜２．０ｍ／分、特には０．８〜
１．５ｍ／分がよいことが判明した。
ＹＡＧレーザが使用される場合、その出力は好ましくは
０．８〜１．５ＫＷ、特に１．０〜１．２ＫＷがよく、
またトーチの走査速度（トーチを溶接面に走らす速度）
は好ましくは０．５〜２．０ｍ／分、特には０．８〜
１．５ｍ／分がよいことが判明した。
【００２３】なお支持部材６の形状は、図示の逆コの字
型に限るものではなく、Ｍ型や、極板と背板との間に配
置された波形のものなど適宜形状のものが使用できる。
また支持部材自体がバイメタルからなっていてもよい。
また、レーザ溶接の箇所は実施例であげた箇所に限るも
のではなく、他の箇所や、他の部材例えば気液分離器な
どがあればその溶着すべき箇所をレーザ溶接してもよ
い。
型に限るものではなく、Ｍ型や、極板と背板との間に配
置された波形のものなど適宜形状のものが使用できる。
また支持部材自体がバイメタルからなっていてもよい。
また、レーザ溶接の箇所は実施例であげた箇所に限るも
のではなく、他の箇所や、他の部材例えば気液分離器な
どがあればその溶着すべき箇所をレーザ溶接してもよ
い。
【００２４】
【発明の効果】本発明では、レーザ溶接により各極室枠
を構成する背板、支持部材、極板、或いは極室枠同士等
が溶着され、溶接条件のコントロールが容易で、常に同
一条件を保てるので、溶接面積や強度を均一にでき、工
作精度がよく電気抵抗等のバラツキも生じない。また溶
接時の発生熱量が少ないのでクラックが発生せず、室枠
にヒズミが生じにくい。さらに背板、支持部材、極板な
どの材料の厚さを、アーク溶接に比べて薄くでき、また
構成部材の材質がニッケルの場合でも使用できる等の利
点がある。
を構成する背板、支持部材、極板、或いは極室枠同士等
が溶着され、溶接条件のコントロールが容易で、常に同
一条件を保てるので、溶接面積や強度を均一にでき、工
作精度がよく電気抵抗等のバラツキも生じない。また溶
接時の発生熱量が少ないのでクラックが発生せず、室枠
にヒズミが生じにくい。さらに背板、支持部材、極板な
どの材料の厚さを、アーク溶接に比べて薄くでき、また
構成部材の材質がニッケルの場合でも使用できる等の利
点がある。
【図１】本発明の複極電解槽の室枠部分の横断面図。
【図２】複極電解槽の横断面図。
【図３】図２の室枠の一つを陰極室枠側から見た図。
１ 室枠 ２ 陽極室枠 ３ 陰極室枠 ４ 陽極背板 ５ 陽極板 ６ 支持部材 ７ 陰極背板 ８ 支持部材 ９ クラッド材
Claims (4)
- 【請求項１】背板と、この背板から間隔を置いてほぼ平
行に配置されたメッシュ状の極板とをそれぞれ有する陽
極室枠及び陰極室枠を、その背板同士が向かい合うよう
に配置し、両背板の間に複数の金属層からなるクラッド
材を介在させて背板とクラッド材をレーザ溶接すること
により一体に結合して複極隔壁となすことを特徴とする
複極電解槽。 - 【請求項２】支持部材と極板とがレーザ溶接されている
請求項１に記載の複極電解槽。 - 【請求項３】レーザが出力０．８〜１．５ＫＷ、トーチ
走査速度０．５〜２．０ｍ／分の炭酸ガスレーザである
請求項１又は２に記載の複極電解槽。 - 【請求項４】レーザが出力０．８〜１．５ＫＷ、トーチ
走査速度０．５〜２．０ｍ／分のＮｄ−ＹＡＧレーザで
ある請求項１又は２に記載の複極電解槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23066094A JP3377620B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 複極電解槽の室枠の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23066094A JP3377620B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 複極電解槽の室枠の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874084A true JPH0874084A (ja) | 1996-03-19 |
| JP3377620B2 JP3377620B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=16911298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23066094A Expired - Fee Related JP3377620B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 複極電解槽の室枠の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377620B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015675A1 (de) * | 1996-10-05 | 1998-04-16 | Krupp Uhde Gmbh | Elektrolyseapparat zur herstellung von halogengasen |
| JP2016084503A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 株式会社イープラン | 電解槽の製作方法 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP23066094A patent/JP3377620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998015675A1 (de) * | 1996-10-05 | 1998-04-16 | Krupp Uhde Gmbh | Elektrolyseapparat zur herstellung von halogengasen |
| JP2016084503A (ja) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 株式会社イープラン | 電解槽の製作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3377620B2 (ja) | 2003-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |