JPS5815547B2 - 電解セル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 塩素およびアルカリ金属水酸化物を工業的に製造するに
は、イオン透過性の隔離板により陰極液室から分離され
ている陽極液室を有する電解セルが使用されている。

陽極液室は、約２．５〜約５５のｐＨで約１２５〜約２
５０ ′？／、ｅ（７）塩化ナトリウムまたは約１６０
〜約３２０ ？／ｌの塩化すトリウムを含有する酸性の
陽極液を有し、その陽極で塩素が発生する。

陰極液室は１モル／、ｅ以上のアルカリ金属水酸化物を
含有するアルカリ性の陰極液を有し、その陰極で水素が
発生する。

隔離板は、酸性の陽極液をアルカリ性の陰極液から隔離
することによって、アルカリ金属の塩素酸塩の発生を防
止している。

この隔離板は、微孔質や隔膜やイオン透過性膜の如き合
成隔離板でよい。

一方、この隔離板はアスベスト隔膜でもよい。微孔質の
隔膜、すなわち、微孔質フッ化炭素フィルム、アスベス
ト隔膜および樹脂強化アスベスト隔膜は、塩化物イオン
を隔離板を通して拡散させ、例えば約１０〜１５Ｍ量％
のアルカリ金属水酸化物および約１５〜２５Ｍ量％のア
ルカリ金属塩化物の如きアルカリ金属水酸化物とアルカ
リ金属塩化物からなるセル液を与える。

一方、隔離板は合成のイオン透過性膜、すなわちカチオ
ン選択性のイオン透過性膜でもよい。

塩素−アルカリ電解に有用なカチオン選択性のイオン透
過性膜には、フッ化炭素樹脂であってカルボン酸基、ス
ルホン酸基、ホスホン酸基、リン酸基、それらの誘導体
、例えばアミド、アミン、アルコール等との反応生成物
、およびそれらの前駆体の如きカチオン選択性でアニオ
ン閉塞性基をその上にペンダントとして有するものがあ
る。

従来技術では、電解液透過性陰極、特に円形の端および
複雑な形状を有する陰極土に析出させたアスベスト隔膜
を使用することが公知である。

しかしながら、現在では上記のフン化炭素材料およびフ
ッ化炭素で強化したアスベスト材料の如き合成の隔離板
を使用することが好ましくなっている。

合成の隔離板を作るのに有用であるフン化炭素材料は横
に並んだ指形の電極用に必要な形状に成形するのが困難
である。

同様に、樹脂で強化したアスベスト隔膜は、横に並んだ
指形の電極用の形状に成形するのは容易であり、もし設
置する前に予め成形する場合はより一層均一な性質のも
のとなる。

継ぎ目、縫い目およびからみ合いを設ける場合には、高
い温度、強い薬剤、溶剤等を必要とし、このようなすべ
ての必要条件は電極に悪影響を与えかねないものである
。

上記のような継ぎ目、縫い目および接合を省略し、高い
能力を有する電解セルの設計は特に好ましいものである
。

合成の隔離板および樹脂で強化したアスベスト隔膜と一
緒に使用するのに特に満足できる電解セルの設計は、複
雑な後組立ての縫合、接合および継合を避けて、耐電解
液性のシールを与えるものであるべきである。

本発明者は、特に満足できる設計であり、指形電極の利
点である高い電極面積を与え、パンケーキセル設計物の
組立が容易であり、且つ膜中において縫合、接合および
継合を実質的に避けることができるものは、その電極装
置が、その２個の大きな相対する両表面が開いた、周囲
が矩形の区画フレーム構造の形状であり、その２個の大
きな相対する両表面の各々に平面状の金属電極を有し、
且つ各々の電極装置内に電解液を供給、回収する手段、
ガス回収手段および電極内電解液循環手段を有するもの
であることを見い出した。

この電解セルは、多数の上記の如き電極装置、すなわち
、指形セルにおける如く陽極と陰極の双方が互に間に差
込まれ、且つ同一の極性の他の要素と電気的に並列にな
っている装置である。

本発明の電解セルの特徴は、個々の電解セルの陽極室と
陰極室との間に、実質的に平面で、からみ合っておらず
、縫合してなく、継合もなくまた溶接もしてない隔離板
を設けたことである。

単極式電極をオＵ用する本発明の実施例のセル構造を全
体的に第１〜６図に示す。

図示する如く、電解セル系１は個々の電解セル１１を包
含している。

各々の電解セル１１は電気的に並列の個々の陽極要素２
１と電気的に並列の個々の陰極要素４１を有している。

各々の陽極要素２１は一対の隣接する陰極要素４１０間
に挿入されており、且つ各々の陰極要素４１は一対の隣
接する陰極要素２１の間に挿入されている。

イオン透過性隔離シート６１、すなわち、アスベスト隔
膜、樹脂強化アスベスト隔膜、カチオン選択性イオン透
過膜あるいは合成の微孔質隔膜は各々の陽極要素２１と
その隣接する陰極要素４１０間に、平面で、折り目、縫
い目、溶接またはからみ合いが無い一枚の単一シートと
して挿入されている。

ブライン回路はブライン供給ヘッダー１０１を包含し、
このヘッダーがプラインライン３１を通って各々の陽極
要素２１に給液する。

塩素は塩素ライン３３を通って各々の陽極要素２１から
塩素ヘッダー１０３に回収され、一方、涸渇したブライ
ンは各々の陽極要素２１からブラインライン３５を通っ
て、涸渇ブラインヘッダー１０５に回収される。

特に好ましい実施例においては、ブライン供給ライン３
１がブラインを内部の立下り管２９に供給することによ
り、ブラインを陽極装置２１の底の近くに導入し、且つ
陽極３１の間で持上げ効果を受ける。

水−水酸化物回路は水ヘツダ−１０７を包含し、このヘ
ッダーは各々の陰極要素４１用の各々の水ライン５１に
水を供給する。

水素は上記の如き各各の陰極要素４１から水素ライン５
３を通って水素ヘッダー１０９に回収され、一方、陰極
液セルの液は各々の陰極要素４１から水酸化物ライン５
５を通して水酸化物ヘッダー１１１に回収される。

特に好ましい実施例では、水の供給は内部の立下り管４
９になされるので、その水は陰極液室の底の近くに効果
的に導入され、且つ陰極５１の間で持上げ効果を受ける
。

電気伝導は陽極母線棒９１から陽極要素２１を通り、陰
極要素４１に至り、そこから陰極母線棒９３を通って外
に出る。

本発明の電解セルの別の実施例を第１〜１０図に示す。

そこに示すように、一連の電解セル２０１は、２個のセ
ルからなる多数の電解槽２０５を包含し、その各々は個
々のセル２１１を有している。

この２個のセルからなる電解槽２０５は二極式装置２１
９を包含し、この装置は互に並列であり、且つ１個の陽
極半セル、すなわち陽極副装置２２１と陰極半セル、す
なわち陰極副装置２４１を有している。

各々の二極式電極装置２１９の間には単極式の半モノ瓢
すなわち単極式装置２２１Ａと２４１Ａが挿入されてい
る。

この単極式装置２２１Ａと２４１Ａはその末端同志がつ
ながって整列しており、且つ互いに電気的に絶縁されて
いる。

陽極の単極式装置２２１Ａは、陰極半セル、すなわち、
二極式装置２１９の陰極副装置２４１と並列で、それと
向き合っており、且つそれから間隔を有している。

＠極の単極式装置２４１ Ａは、陽極半セル、すなわち
隣接する二極式装置２１９の陽極副装置２２１と並列で
あり、向き合っており、且つそれから間隔を有している
。

陽極装置２２１はイオン透過性隔離シート２１１により
、対面する陰極装置２４１Ａがら隔離され、且つ陽極副
装置２２１Ａはイオン透過性隔離シート２７１により対
面している各々の陰極装置２４１から隔離されている。

上記の二極式の実施例のブライン−塩素回路はブライン
ヘッダー３０１を包含し、このヘッダーが各々のプライ
ンライン２３１に給液する。

塩素は各々の陽極要素２２１．２２１Ａから各々の塩素
ライン２３３を通って塩素ヘッダー３０３に回収され、
一方同温したブラインは各々の陽極要素２２１および２
２１Ａから両温ブラインライン２３５を通して同温ブラ
インヘッダー３０５に回収される。

水−水酸化物回路は各々の陰極要素２４１゜２４１ＡＫ
水ヘツダー３０１を通して水ライン２５１に給液する。

水素は各々の陰極要素２４１゜２４１Ａから各々の水素
ライン２５３を通して水素ヘッダー３０９に回収される
。

陰極液セル液、すなわち水酸化物溶液または水酸化物−
塩化物溶液のいずれかは各々の陰極要素２４１．２４１
Ａから各々のライン２５５を通して水酸化物ラインヘッ
ダー３１１に回収される。

二極式の設計の電気回路は、陽極母線棒２９１を通って
陽極の単極装置２２１Ａに至り、二極式装置２１９を通
り、且つ次に陰極の単極装置２４１Ａを通って陰極母線
棒２９３に至る。

その特定の回路は陽極母線棒２９１から陽極の単極装置
２２１Ａであり、そこから陰極の二極式装置２４１に至
り、二極式要素２６１を通って陽極要素２２１に至り、
次いで陰極の単極要素２４１Ａに至り、且つ陰極母線棒
２９３を通って外に出る。

次に各々のセル成分について説明すると、単極式の電解
セル系１は第１図に示す如く各々の電解セル１１を包含
している。

各々のセル１１は１個づつの陽極要素２１と陰極要素４
１を有し、これらの陽極要素２１は互に電気的に並列で
あり、且つ陰極要素は互に電気的に並列である。

各々の陽極要素２１は各々の陰極要素４１の間に挿入さ
れており、また各々の陰極要素は各々の陽極要素２１０
間に挿入されており、陽極２１と、隣接する陰極４１の
間にはイオン透過性の隔離シート６１がある。

イオン透過性の隔離シート６１は平面的なシートであり
、折り目、縫い目、溶接あるいはからみ合いが実質的に
無いのが特徴である。

各々の陽極装置２１は周囲が矩形の区画フレーム２３を
有している。

額縁のような形状のフレーム２３は、その２個の大きな
相対する両表面が開いており、それで陽極電極３７を支
持している。

フレーム２３は一対の垂直の水路状フレーム２５ヲ有し
ており、このフレームは好ましい実施例では「Ｕ」字形
である。

少なくとも１個の垂直の水路状フレーム２５はフレーム
２３の内側に関して凹状である。

更に好ましい実施例では、この凹形の水路状フレーム２
５は、この垂直の水路状フレーム２５の端から間隔をお
き、且つそれに対して水平な板体２１を有しており、そ
れによって立下り管２９を形成している。

周辺が矩形の区画フレーム２３は更に一対の水平な水路
状フレーム２５を有しており、これらのフレームは上記
の如くＩＵＪ字形でよく、且つ区画フレーム２３の内側
ＶＣ関して両方とも凹状であるかあるいは両方とも凸状
であるかあるいは凹状と凸状のいずれでもよい。

区画フレーム要素２５は典型的には、チタンチタン合金
、タンタル、タングステン、コロンビウム等の如きバル
ブ金属、あるいは陽極液に接するバルブ金属表面と鉄や
スチールの如き外側表面からなる積層物から構成されて
いる。

陽極３７は水路状フレーム２３により支持されており、
且つ電解ｇ透過性の平面、例えば網、孔あき板、シート
、棒等である。

棒を使用する場合は、その棒は垂直の棒が好ましい。

陽極３７は、その上に触媒的に活性な被覆を有するバル
ブ金属である。

バルブ金属は、上記した如き陽極条件下の酸性媒体にさ
らされると酸化物を形成するような金属である。

その被覆は低い塩素発生過電圧を与える材料である。

陽極装置２１にはブライン供給ライン３１、塩素回収ラ
イン３３、涸渇したブラインの除去ライン３５および母
線棒９１が組合さっている。

陰極装置４１は、陰極５γを支持している２つの大きな
相対する両面が開いており、周囲が矩形の区画フレーム
４３を有している。

この周囲が矩形の区画フレームは「Ｕ」字形である一対
の垂直な水路状フレーム４５を有している。

好ましい実施態様においては、１個の垂直の水路状フレ
ーム４５は区画フレーム４３の内側に対して凹状であり
、且つその中に立下り管４９を形成する板体４７を有し
ている。

板体４１は水路状フレーム４５に対し平行であり、且つ
フレーム４５から間隔がある。

他の垂直の水路状フレーム４５は内側のフレームに対し
て凸形でもよいし、凹形でもよい。

しかしながら、他の垂直な水路状フレームは陰極母線手
段９３を保持するのに適しているべきである。

周囲が矩形の区画フレーム４３は更に一対の水平な水路
状フレーム４５を有する。

このフレームは「Ｕ」字形でよい。

両方の水平な水路状フレーム４５は水路状フレーム状４
３の内側に対して凹状でもよいし、また水路状フレーム
４３の内側に対して凸形でもよいし、あるいは１個が凹
形で且つ１個が凸形でもよい。

上記の四個の水路状フレームが額縁の形状の矩形の区画
フレーム４３を形成する。

水路状フレーム４５は好ましくは耐陰極液性の材料から
構成する。

平面的な金属陰極５７はシートでもよいし、孔のあるシ
ートでもよいし、孔あき板でもよいし、広い金属製の網
、棒等でよい。

棒を使用する場合は、それらの棒は垂直であるのが好ま
しい。

陰極５γは区画フレーム４３により支持されており、且
つ耐陰極液性の材料から構成されている。

陰極要素５γは電解液透過性、すなわち、電解液がその
内を容易に通過できるものである。

これは、その上に触媒的被覆、例えば水素発生過電圧を
低下させる被覆を有してもよい。

周囲が矩形の区画フレーム４３を有する陰極装置４１は
更に水供給ライン５１、水素回収ライン５３、セル液回
収ライン５５および母線棒９３を有している。

ガスケット手段１１は、ガスケット１１が陽極装置２１
とそれに面している隣りの陰極装置４１との間に存在す
るように各々の対の電極装置２１゜４１の間に挿入され
ている。

１実施例では、２個のガスケット１１を陽極装置２１と
陰極装置４１との間に挿入し、且つイオン透過性膜６１
をガスケットの対の間に挿入してもよい。

イオン透過性膜が陽極２１上にある別の実施例では、ガ
スケット手段７１をイオン透過性膜６１と陰極４１との
間に挿入してもよい。

イオン透過性膜６１が陰極４１上にある別の実施例では
、ガスケット手段をイオン透過性膜６１と陽極２１との
間に挿入してもよい。

好ましくは、ガスケット手段は弾性があり、耐電解液性
の材料から構成する。

各々の電解セル１１は更に末端板８１と各々の末端に末
端ガスケット８３並びに圧縮手段、例えばボルト８５と
ナツト８７を有し、ガスケット７１、末端板８１、末端
ガスケット８３、ボルト８５およびナツト８７が耐電解
液性のセルを与えるようになっている。

各々のセル１１は互に遠く離れて、且つ重い銅ケーブル
または母線棒により連結していてもよ（、一方、特に好
ましい実施例では各々のセル１１が普通の構造の部材、
例えばレール上に設けられており、且つ短い母線連結器
、すなわち陽極母線棒９１により、陽極連結器９５およ
び、ボルトとナツト手段９９で連結している陰極母線棒
９３と陰極連結器９７を通して連結している。

本発明の別の実施例では、第１〜１０図の実施例で示す
如く、二極式構成体中で平面的な電極要素が使用できる
。

図ボした如く、電解セル系２０１は、それぞれ一対の各
々のセル２１１を有する、２個のセルからなる多数の二
極式電解槽２０５を有している。

各々の電解槽２１１の二極式電極装置２１９は互に並列
であり、且つ陽極副装置２２１と陰極副装置２４１を有
している。

各各の対の二極式装置２１９の間には単極式装置２２１
１２４１Ａが挿入されている。

単極式装置２２１ Ａ−２４１Ａは末端同志でつながっ
て整列しており、且つ互に電気的に絶縁されている。

陽極の単極式装置２２１Ａは、二極式装置２１９の陰極
副装置２４１に対して並列であり、それに対面し、且つ
それから間隔を有している。

一方、陰極の単極式装置２４１Ａは、二極式装置２１９
の陽極副装置２２１に対し並列であり、それに対面して
おり、且つそれから間隔を有している。

陰極の単極式装置２４１はイオン透過性隔離シート２７
１により陽極副装置２２１から隔離れており、且つ陽極
の単極式装置２２１Ａはイオン透過性隔離シート２７１
により陰極副装置２４１から隔離されている。

二極式装置２１９は、陽極副装置２２１と陰極副装置２
４１を有している。

陽極副装置２２１と陰極副装置２４１は末端−末端がつ
ながった関係にあり、それらの間に二極式の電導手段２
６１がある。

陽極副装置２２１は周囲が矩形でその２個の大きな相対
する両表面が開いている区画フレーム２２３を有し、こ
のフレームが陽極電極２３７を支持している。

周囲が矩形の区画フレーム２２３は、ｒＵＪ字形である
一対の垂直の水路状フレーム２２５から構成されている
。

ｒＵＪ字形である場合は、垂直の水路状フレーム２２５
はその一方、あるいは両方が陽極副装置フレーム２２３
の内側に対して凹形であり、且つ水路状フレーム２２５
に平行な板体２２７を有して立下り管２２９を形成して
いる。

板体２２７は垂直の水路状フレーム２２５と水平な水路
状フレーム２２５に平行で且つ離れており、立下り管２
２９を形成している。

周囲が矩形の区画フレーム２２３は更に一対の水平す水
路状フレーム２２５を有し、このフレームもｒＵＪ字形
でよく、且つ周囲が矩形の水路状フレーム２２３の内側
に対して凹状または凸状でよい。

周囲が矩形の水路状フレーム２２３は額縁の形状である
。

水路状フレーム２２５は前記のパルプ金属から、または
パルプ金属と、酸性化したア１ルカリ金属塩化物プライ
ンに対して耐久性の低い金属からなり、そのパルプ金属
が酸性化ブラインに面する積層物から構成される。

陽極２３γは、電解液透過性の平面的な要素であり、こ
れは網、孔あき板、孔あきシート、棒等でよ（、陽極副
装置２２１に実質的に平行な平面を実質的に形成してい
る。

更に、陽極副装置２２１、ブライン供給手段２３１、塩
素回収手段２３３および涸渇したブラインを除去する手
段２３５並びに二極式連結器２６１が組合されている。

二極式要素２１９の陰極副装置２４１は周囲が矩形で、
その２個の大きい相対する両表面が開いている区６フレ
ーム２４３を有し、このフレームが陰極２５７を支持し
ている。

陰極副装置は更に、ｒＵＪ字形でよい一対の垂直の水路
状フレーム２４５を有している。

「Ｕ」字形であるときは、１個の垂直水路状フレーム２
４５は、周囲が矩形の区画フレーム２４３の内側に対し
て凹状であり、且つその中に板体２４７を有し、この板
体が水路状フレーム２４５に対して平行で且つ離れてい
るので立下り管２４９を形成している。

垂直な水路状フレーム２４５の一方あるいは両方が、周
囲が矩形の区画フレーム２４３の内側に関して凹状であ
り得る。

垂直な水路状フレーム２４５の１個は二極式要素２６１
を支持している。

周囲が矩形の区画フレーム２４３は更に、「Ｕ」字形で
よい一対の水平な水路状フレーム２４５を有し、このフ
レームは、周囲が矩形の区画フレーム２４３の内側に関
し、その両方ともが凹形でも凸形でもよく、あるいは一
方が凹形で他方が凸形でもよい。

これらの４個の水路状フレーム２４５が額縁の形状の周
囲が矩形の区画フレーム２４３を形成する。

周囲が矩形の区画フレーム２４３は更に、そのいずれか
の開口面に、この水路状フレーム２４３により支持され
た平面状の金属陰極を有する。

この平面状の金属陰極２５７は、孔あきシート、孔あき
板、金属網、棒、ロンド等の形状で、電解液透過性で耐
陰極液性の要素である。

二極式要素２１９の陰極副装置２４１には、水供給ライ
ン２５１、水素回収ライン２５３、セル液回収ライン２
５５および二極要素２６１が組合さっている。

二極式要素２６１は、二極式要素２１９の陽極副装置２
２１の陰極副装置２４１の対面している垂直の水路状フ
レームから独立している。

１実施例では、二極要素２６１、すなわち二極式コンダ
クタ−２６１は、陽極副装置２２１と接触している。

チタンまたはバルブ金属部材２６３、陰極副装置２４１
と接触している鉄またはスチール部材２６５、および高
電導性、耐水素移行性材料、例えば銅である要素２６７
を有していてもよい。

要素２６７はチタンまたはバルブ金属要素２６３と鉄要
素２６５との間に挿入されているものである。

陽極副装置２２１と陰極副装置２４１が耐電解液性であ
る更に別の実施例では、二極式要素２６１は高い電導性
の金属からなる単一の要素、例えば単一の銅要素でよい
。

二極式要素２６１の形状は臨界的ではない。

この二極性要素２６１は矩形でも、同筒状でもよい。

陽極の単極式装置２２１Ａおよび陰極の単極式装置２４
１Ａは二極式装置２１９の間に挿入されている。

陽極の単極式装置２２１Ａは周囲が矩形の区画フレーム
２２３を有し、このフレームはその大キな相対している
両表面が開放しており、陽極２３７を支持している。

この周囲が矩形の区画フレームは一対の垂直の水路状フ
レーム２２５と一対の水平の水路状フレーム２２５によ
り形成されている。

この垂直および水平の水路状フレームばｒＵＪ字形でよ
い。

垂直の水路状フレームの一方または両方とも水路状フレ
ーム２２３の内側に対して凹状でもよく、且つその中に
板体２２７を有して上述した如き立下り管を形成してい
る。

水平の水路状フレームの一方または両方ともｒＵＪ字形
でよく、その片方または両方とも周囲が矩形の区画フレ
ーム２２３の内側に関して凹状でも凸状でもよい。

垂直の水路状フレーム２２５と水平な水路状フレーム２
２５が額縁のようなフレームを形成する。

周囲が矩形の区画フレーム２２３の水路状フレーム２２
５は上述の如きバルブ金属から構成されている。

陽極の単極式装置２２１Ａの陽極２３７は水路状フレー
ム２２３により支持されている。

この陽極は電解液透過性の平面状の要素であり、水路状
フレーム２２３の平面上にあり、網、孔あき板、孔あき
シート、ロンド、棒等の形状でよい。

陽極２３７は、その上に適当な電極触媒性の被覆を有す
るバルブ金属基体の形状である。

周囲が矩形の区画フレーム２２３を有する陽極の単極式
装置２２１Ａは更に、ブライン供給手段２３１、塩素回
収手段２３３、固渇ブライン除去手段２３５および母線
棒２９１からなる。

陰極の単極式装置２４１Ａは周囲が矩形の区画フレーム
２４３を有し、このフレームは開いたその大きな両表面
に陰極要素２５γを支持している。

周囲が矩形の区画フレーム２４３は、額縁のようなフレ
ーノ・を形成する一対の垂直な水路状フレーム２４５と
一対の水平な水路状フレーム２４５から構成されている
。

水路状フレーム２４５は「Ｕ」字形でよく、且つこの垂
直な水路状フレームの一方または両方とも、矩形の区画
フレーム２４３の水路状フレ・−ムの内側に対して凹形
であり、且つその内に並んだ板体２４７を有して立下り
管２４９を形成している。

垂直な水路状フレーム２４５の一方は、周囲が矩形の区
画フレーム２４３の内側に対して凸形であり、且つ陰極
母線棒２９３を有している。

平面状の金属陰極２５７は周囲が矩形の区画フレーム２
４３により支持され、且つ電解液透過性で耐陰極液性の
材料から構成され、また更にその上に設けた水素発生触
媒を有してもよい。

陰極の単極式装置２４１Ａは陽極の単極式装置２２１Ａ
とともに単一の装置として組立てることができ、この装
置２４１Ａと２２１Ａとは末端同志がつながった関係に
あってその間にある絶縁体２６９によって隔離されてい
る。

一方、陰極の単極式装置２４１Ａは陽極の単極式装置２
２１Ａから間隔を有し、それらが末端同志でつながった
関係である。

陰極の単極式装置は水供給手段２５１、水素回収手段２
５３、セル液回収手段２５５および母線棒２９３を有す
る。

各々の対の単極式装置２２１Ａ、２４１Ａおよび隣接し
て対面している二極式装置２１９の間にはガスケット２
７３が挿入されている。

このガスケツＩ・は、単極式の実施例について記述した
如く、電解槽２０５に耐電解液性の一体性を与え、並び
にイオン透過性膜２７１を陽極表面２３７あるいは陰極
表面またはその両者から離す作用をする。

電解槽２０５は更に圧縮手段、すなわちボルト２８５と
ナツト２８γを有している。

これらの装置系の電気の流れは陽極母線棒２９５から陽
極単極式装置２２１Ａを通って陰極副装置２４１に至り
、そこから二極式要素２６１を通って陽極副装置２２１
に達し、且つ電解液を通って陰極装置２４１Ａに至り、
陰極母線棒２９３を通ってセルの外に出る。

単極式構成体中の要素６１として示した隔離板と二極式
構造体中の要素２７１が酸性の陽極液をアルカリ性の陰
極液から隔離している。

本発明で企図する如く、隔離要素６１，２７１は単一シ
ート状の単一体要素であり、折り目、継ぎ目、縫い目、
溶接等が実質的に存在しないのが特徴である。

隔離体６１．２７１は樹脂強化アスベストシート、合成
の微孔質隔膜あるいはイオン透過性膜でよい。

平らなシート状隔離板を使用することにより面積のロス
を最小限にでき、またその組立てが特に容易になる。

本発明の電解セルは塩素−苛性ソーダ法や塩素−苛性カ
リ法において特に有用である。

本明細書に企図する如く、ブラインはブラインヘッダー
１０１．２０１から陽極要素の各々のブライン入口３１
，２３１に供給する。

ブラインは２５０〜３５０ ？／ｌの塩化すトリウムを
含有でき、塩化カリウムブラインの場合は約３２５〜約
４５０？／ｌの塩化カリウムを含有することができる。

電圧はセルを横断して負荷し、同温したブラインと塩素
は、各々の陽極要素から塩素取出口３３および同温ブラ
イン３５（単極式構成体の場合）を通ってそれぞれ回収
し、二極式構成体の場合はそれぞれ２３３と２３５から
回収する。

セル液と水素はセルの陰極液室から回収する。

隔離板６１，２７１がイオン透過性膜である好ましい実
施態様においては、陰極液製品はアルカリ金属水酸化物
の水溶液、すなわち、１０〜５０重量％の水酸化ナトリ
ウム溶液あるいは１５〜７０重量％の水酸化カリウム溶
液であり、実質的に塩を含有しない。

そして、この場合には陰極液要素に水を供給する必要が
ある。

本発明は本明細書においである種の実施例と実施態様に
関して記述したが、本発明は前記の特許請求の範囲によ
る以外は上記の実施例や実施態様に限定されるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解槽の斜視図であり、第２図は陽極
要素、陰極要素、付随するガスケットおよび隔離板の分
解斜視図であり、第３図は本発明の電解セルの陰極装置
の一部切欠き斜視図であり、第４図は本発明の電解セル
の陽極装置の一部切欠き斜視図であり、第５図は本発明
の電解セルを使用する電解槽の電流連結手段の斜視図で
あり、第６図は本発明の電解セルの切欠き平面図であり
、第７図は二極式要素を使用する本発明の別の実施例の
斜視図であり、第８図は二極要素を使用する本発明の実
施例の分解斜視図であり、第９図は二極式の実施態様で
使用した如き陽極副装置と陰極副装置を有する要素の一
部切欠き斜視図であり、第１０図は二極式要素を使用す
る本発明の別の実施例の切欠き立面図である。 第１１図は本発明電解セルの斜視図である。 １・・・・・・電解セル系、１１・・・・・・電解セル
、２１・・・・・・陽極セル、２３・・・・・・区画フ
レーム、２５・・・・・・水路状フレーム、２９・・・
・・・立下り管、３１・・・・・・陽極、４１・・・・
・・ｌｌ要素、４３・・・・・フレーム、４５・・曲水
路状フレーム、１４９・・・・・・立下り管、５７・・
・・・・陰極、６１・・・・・・隔離シート、７１・・
・・・・ガスケット、９１・・・・・・陽極母線棒、９
３・・・・・・陰極母線棒、９５・・・・・・陽極連結
器、９７・・・・・・陰極連結器、２０１・・・・・・
電解セル、２０５・・・・・・電解槽、２１１・・・・
・・セル、２１９・・・・・・二極式装置、２２１・・
・・・・陽極副装置、２２３・・・・・・区画フレーム
、２２５・・・・・・水Ｍｌフレーム、２２９・・・・
・・立下り管、２３７・・・・・・陽極、２４１・・・
・・・陰極副装置、２４３・・・・・・区画フレーム、
２４５・・・・・・水路状フレーム、２４９・・・・・
・立下り管、２５１・・・・・・陰極、２６１・・・・
・・二極式要素、２１１・・・・・・イオン透過性膜、
２７３・・・・・・ガスケット、２９１・・・・・・陰
極母線棒、２９３・・・・・・陽極母線棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互に電気的に並列の多数の中空陽極要素および互に
   電気的に並列の多数の中空陰極要素からなり、各々の陽
   極要素が一対の陰極要素の間に挿入され、各々の陰極要
   素が一対の陽極要素の間に挿入され、それらの陽極要素
   と陰極要素との間にイオン交換膜が配置された電解セル
   であって、前記陽極要素および前記陰極要素のそれぞれ
   が、（Ａ） 周囲が矩形でその２個の主たる両表面が
   開いている区画フレームであって、一対の垂直なＩＵＪ
   字形の溝状フレームと一対の水平なｒＵＪ字形溝状フレ
   ームとから成り、前記垂直なｒＵＪ字形溝状フレームの
   一方が、前記電極要素（陽極要素または陰極要素）の内
   側に向いている凹形を呈し、該垂直なｒＵＪ字形溝状フ
   レームの他方が電極要素の内側に向かう凸形を呈するよ
   うにしたフレーム； （Ｂ） 前記の凹形の垂直な１−ＵＪ字形溝状フレー
   ム内に存して、内部の立下り管を形成する板子段；（Ｃ
   ） 前記の凸形の垂直な溝状フレームから外向きに延
   びている母線棒手段、および （Ｄ） 前記矩形の区画フレームの開いた表面上に存
   する平らな電極 を含むことを特徴とする前記電解セル。 ２ 互に平行な多数の二極式電解装置であって、各々の
   二極式電極は、中空の陽極副装置と中空の陰極副装置と
   を有し、且つ一対の単極式電極装置によって、隣接する
   他の二極式装置から隔置されており；前記の単極式電極
   の各々が、互に電気的に１し且つ互に末端同志をつない
   で配列した中空陽極要素と中空陰極要素とから成り；前
   記単極式装置の陽極要素が、該単極装置に隣接する二極
   式装置の陰極副装置に平行で且つ対面しており、更に平
   らなイオン透過性の隔離シートにより該陰極副装置から
   隔離されており；前記単極式装置の陰極要素が、該単極
   装置に隣接する二極式装置の陽極副装置に対し平行で且
   つ対面しており、更に、平らなイオン透過性隔離シート
   により該陽極副装置から隔離されているようにした電解
   セルであって、前記単極式装置の陽極要素および陰極要
   素のそれぞれが、 （５）周囲が矩形でその２個の主たる両表面が開いてい
   る区画フレームであって、一対の垂直な「Ｕ」字形の溝
   状フレームと一対の水平なｒＵＪ・ 字形溝状フレーム
   とから成り、前記垂直なｒＵＪ字形溝状フレームの一方
   が、前記電極要素（陽極要素または陰極要素）の内側に
   向いている凹形を呈し、該垂直なｒＵＪ字形溝状フレー
   ムの他方が電極要素の内側に向かう凸形を呈するよ・
   うにしたフレーム； （Ｂ） 前記の凹形の垂直なｒＵＪ字形溝状フレーム
   内に存して、内部の立下り管を形成する板手段；（ｑ
   前記の凸形の垂直な溝状フレームから外向きに延びてい
   る母線棒手段、および ｐ 前記矩形の区画フレームの開いた表面上に存する平
   らな電極 を含み、前記二極式電極装置の陽極副装置および陰極副
   装置のそれぞれが、 （Ａ） 周囲が矩形でその２個の主たる両表面が開い
   ている区画フレームであって、一対の垂直なｒＵＪ字形
   の溝状フレームと一対の水平な「Ｕ」字形溝状フレーム
   とから成るフレーム； （Ｂ） 前記の凹形の垂直なｆ” Ｕ Ｊ字形溝状フ
   レーム内に存して、内部の立下り管を形成する板子段お
   よび、 （Ｑ 前記矩形の区画フレームの開いた表面上に存す
   る平らな電極 を含むことを特徴とする前記電解セル。