JPS5831894Y2 - Conductive pin for filter press type electrolytic cell - Google Patents

Conductive pin for filter press type electrolytic cell

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JPS5831894Y2
JPS5831894Y2 JP1979142185U JP14218579U JPS5831894Y2 JP S5831894 Y2 JPS5831894 Y2 JP S5831894Y2 JP 1979142185 U JP1979142185 U JP 1979142185U JP 14218579 U JP14218579 U JP 14218579U JP S5831894 Y2 JPS5831894 Y2 JP S5831894Y2
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JP
Japan
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titanium
lining
conductive pin
electrolytic cell
anode
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JP1979142185U
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Japanese (ja)
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JPS5660771U (en
Inventor
章 山口
俶博 松本
道博 赤沢
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東ソー株式会社
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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、陽極室内面にチタンライニングを施した隔壁
の該チタンライニングと導電ピンとのシール溶接を行う
に適したフィルタープレス型電解槽用導電ピンに関する
ものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a conductive pin for a filter press type electrolytic cell suitable for performing seal welding between the titanium lining and the conductive pin of a partition wall having a titanium lining on the inner surface of the anode chamber.

近年、弗素化された又は弗素で置換されたビニル化合物
単量体から作られた樹脂を母体にし、側鎖にパーフルオ
ロビニルエーテルを介し、スルホン酸やカルボン酸等の
イオン交換基を付加した陽イオン交換膜が開発された。
In recent years, cations have been developed that use resins made from fluorinated or fluorine-substituted vinyl compound monomers as a base material and have ion exchange groups such as sulfonic acid or carboxylic acid added to the side chain via perfluorovinyl ether. Exchange membranes were developed.

このため、塩化アルカリ水溶液を電解して塩素と苛性ア
ルカリを製造する分野では、従来の水銀法や隔膜法の欠
点である水質汚染、大気汚染、低エネルギー効率を是正
する電解方法としてイオン交換膜法が開発されつつある
For this reason, in the field of producing chlorine and caustic alkali by electrolyzing aqueous alkali chloride solutions, ion-exchange membrane method is used as an electrolysis method to correct the drawbacks of water pollution, air pollution, and low energy efficiency of the conventional mercury method and diaphragm method. is being developed.

従来より陽イオン交換膜は、製造上の簡便さや、取扱い
易さ、電気抵抗を極力下げるため、膜厚を薄くしなけれ
ばならない。
Conventionally, cation exchange membranes have had to be made thinner in order to simplify manufacturing, ease of handling, and lower electrical resistance as much as possible.

このため、これまでイオン交換膜はシート状で提供され
てきたが、特に上記のような弗素系の陽イオン交換膜は
、はとんどがシート状である。
For this reason, ion exchange membranes have hitherto been provided in the form of sheets, and in particular, fluorine-based cation exchange membranes such as those mentioned above are mostly in the form of sheets.

このようなシート状の陽イオン交換膜を用いて電解操作
を行う電解槽の型式として、陽イオン交換膜を袋状に加
工して装着するフィンガー型電解槽と、外周枠で極室を
形成したくりぬき平板間に陽イオン交換膜を配置させ圧
波式に組立てたフィルタープレス型電解槽がある。
There are two types of electrolytic cells that perform electrolytic operations using such sheet-like cation exchange membranes: finger-type electrolytic cells in which the cation exchange membrane is processed into a bag shape and installed, and electrode chambers formed by the outer frame. There is a filter press type electrolytic cell in which a cation exchange membrane is placed between hollowed out plates and assembled using a pressure wave method.

フィンガー型電解槽は、従来の隔膜式電解槽をそのまま
利用できる長所を有しながら、袋状に加工する技術が完
成していないこと、機械的に複雑な電極フィンガーに沿
った面をシールすることが非常に困難なこと、から極室
液の漏洩を起こし易い欠点を有するので実用化はされて
いない。
Finger-type electrolytic cells have the advantage of being able to use conventional diaphragm-type electrolytic cells as is, but the technology to process them into a bag shape has not yet been perfected, and the mechanically complex surface along the electrode fingers needs to be sealed. However, it has not been put into practical use because it is very difficult to do so and the electrode chamber liquid tends to leak easily.

一方、フィルタープレス型電解槽は、(1)電解槽がコ
ンパクトなので工場敷地面積が狭くてすむこと、(2)
シート状の陽イオン交換膜をはさみこんで組立てるのが
非常に簡単であること、(3)極室枠と陽イオン交換膜
の外部へのシール面が簡単な構造なので極室液の漏洩が
少ないこと、(4)かつ漏洩の起こった場合の発見が早
く、これらに対する対策が立て易い等多くの利点を有し
ている。
On the other hand, the filter press type electrolytic cell has the following advantages: (1) The electrolytic cell is compact, so the factory site area is small; (2)
It is very easy to assemble by sandwiching the sheet-like cation exchange membrane, and (3) the electrode chamber frame and the external sealing surface of the cation exchange membrane have a simple structure, so there is little leakage of the electrode chamber liquid. (4) In addition, it has many advantages, such as the fact that leaks can be detected quickly and countermeasures can be easily taken.

このようなフィルタープレス型電解槽の一般的な特徴は
かなり以前より知られており、塩化アルカリ電解に弗素
系の陽イオン交換膜が開発され、電解槽の形式として適
用されたが、極室枠の材料。
The general characteristics of such a filter press type electrolytic cell have been known for a long time, and a fluorine-based cation exchange membrane was developed for alkaline chloride electrolysis and applied as an electrolytic cell type, but the electrode chamber frame material.

給電部の構造に不十分な部分が多く、電解槽として満足
な作動を保証するに至らなかった。
There were many imperfections in the structure of the power supply section, and it was not possible to guarantee satisfactory operation as an electrolytic cell.

極室枠の材質として陰極室側は電気的防食作用が働くの
で、漏洩電流に注意を払えば特殊な材料を使用しなくと
も良いが、陽極室は酸化状態にさらされるため、特別な
注意が必要で多くの努力がなされている。
As the material of the electrode chamber frame has a galvanic protection effect on the cathode chamber side, there is no need to use special materials if care is taken to prevent leakage current, but the anode chamber is exposed to oxidation conditions, so special care must be taken. It is necessary and a lot of effort is being made.

例えば、アスベスト、マイカ、珪酸カルシウム、滑石等
を充填したポリプロピレン、そして塩化ビニル、テフロ
ン等の耐酸化性のプラスチックを極室枠として使用する
試み、鉄等の極室枠構造部材にライニングする方法、モ
ールド底型する方法等の工夫がなされている。
For example, attempts have been made to use polypropylene filled with asbestos, mica, calcium silicate, talc, etc., and oxidation-resistant plastics such as vinyl chloride and Teflon as electrode chamber frames; methods for lining electrode chamber frame structural members such as iron; Efforts have been made to develop methods such as forming the bottom of the mold.

しかし、プラスチックは80〜100℃の電解温度にお
ける伸びが大きいため、前者では極室枠構造部材との伸
びの差のため剥がれ、割れを生じ商業電解槽として寿命
が充分でない。
However, since plastic has a large elongation at an electrolysis temperature of 80 to 100° C., the former peels and cracks due to the difference in elongation with the electrode chamber frame structural member, and does not have a sufficient life as a commercial electrolytic cell.

又、後者は機械的強度を満足させるため、枠部分、隔壁
部分の厚みが厚いため歪みを生じ易く極室液の漏洩を起
こす。
In addition, in order to satisfy the mechanical strength of the latter, the thickness of the frame portion and the partition wall portion is thick, which tends to cause distortion and leakage of the polar chamber liquid.

特に商業電解槽として大型化した時、更に深刻な問題と
なる。
This becomes an even more serious problem especially when the size of the commercial electrolyzer increases.

極室枠を構成する材料として、耐酸化性材料の金属を採
用する必要がある。
It is necessary to use oxidation-resistant metal as the material constituting the electrode chamber frame.

この耐酸化性材料の金属としては、チタン、ジルコニウ
ム、タンタル、タングステン、ニオブ等のバルブメタル
が一般的に用いられているが、このうち特にチタンは価
格は高いにせよ商業電解槽の極室枠を構成する材料とし
て好適なものである。
Valve metals such as titanium, zirconium, tantalum, tungsten, and niobium are commonly used as metals for this oxidation-resistant material, but titanium is particularly expensive, but it is used in the electrode chamber frame of commercial electrolyzers. It is suitable as a material constituting the.

チタンを商業電解槽の極室枠構成材料として使う場合、
陽極室枠をチタンのみで製作することも考えられている
が、チタンは高価であること、また、大型電解槽の機械
的な強度を十分にするため、更に高価なチタンを大量に
使用せざるを得す、製作費が美大なものとなる。
When titanium is used as a material for forming the electrode chamber frame of commercial electrolyzers,
It has been considered to make the anode chamber frame only from titanium, but titanium is expensive, and in order to provide sufficient mechanical strength for a large electrolytic cell, a large amount of even more expensive titanium must be used. The production costs were high.

このため、高価なチタンには化学的耐食性だけ受けもた
せ、大型化の際に問題となる機械的な強度は化学的耐久
性はないが、安価である鉄等の金属構造材料を補う方法
が一般的に採用されている。
For this reason, a common method is to provide expensive titanium with only chemical corrosion resistance, and compensate for mechanical strength, which is a problem when increasing size, by using inexpensive metal structural materials such as iron, which does not have chemical durability. has been adopted.

これは、単位極室枠の枠や、隔壁を鉄、チタンクラッド
板にする方法、隔壁の一部を鉄、チタンクラッド板にす
る方法、鉄製隔壁上にチタン板をライニングする方法で
ある。
These methods include using steel or titanium clad plates for the frame of the unit electrode chamber frame and partition walls, using iron or titanium clad plates for part of the partition walls, and lining titanium plates on the iron partition walls.

しかし、これらの方法は、以下に掲げる障害と問題点を
有している。
However, these methods have the following obstacles and problems.

即ち、単位極室枠の枠や隔壁を鉄、チタンクラッド枠に
する方法は、クラツド板の製作に高度な技術を必要とし
、密着性の問題があること、また爆発クラッドは製作時
に騒音をまきちらす。
In other words, the method of using steel or titanium clad frames for the unit electrode chamber frame and partition walls requires advanced technology to manufacture the clad plates, and there are problems with adhesion, and explosive cladding causes noise during manufacture. Chirasu.

隔壁の一部を鉄、チタンクラッド板にする方法は、全面
をクラッドする方法のコストダウンを計ったものだが、
他の本質的な問題点を解消したものではなく、新たにク
ラッド部分の均一性、鉄製隔壁の強度の低下等の問題が
生じてくる。
The method of using iron or titanium cladding for part of the bulkhead is a cost reduction method compared to the method of cladding the entire surface.
This does not solve other essential problems, and new problems such as the uniformity of the cladding portion and a decrease in the strength of the iron partition wall arise.

鉄製隔壁にチタン板をライニングする方法は、それほど
高度な技術を必要としないので、クラツド板を使用する
方法より安価である利点を有するが、ライニングを固定
するのに手間がかかり、ライニングが浮き易い等の欠点
を有している。
The method of lining steel bulkheads with titanium plates does not require very advanced technology, so it has the advantage of being cheaper than the method of using clad plates, but it takes time and effort to fix the lining, and the lining tends to float. It has the following disadvantages.

一方、給電部の構造および給電方法は、電解槽の作動を
十分に保証するための重要な因子である。
On the other hand, the structure of the power supply part and the power supply method are important factors to sufficiently guarantee the operation of the electrolytic cell.

このため、特開昭51−72973号に代表される電極
面から伸びた給電部を極室枠外部に出して電源ないし他
の給電部に接続する外部給電方法、特公昭53−558
0号に代表される極室枠を貫通した給電部をパツキンと
ネジを利用してシールするネジ込み方法、特公昭52−
32880号に代表される鉄、チタンクラツド板隔壁を
主給電部とし、電極には隔壁から伸びた補助給電部たる
リブで給電するクラツド板隔壁方法等が採用されている
For this reason, an external power feeding method, as typified by JP-A No. 51-72973, is proposed, in which a power feeding part extending from the electrode surface is brought out outside the electrode chamber frame and connected to a power supply or another power feeding part, and Japanese Patent Publication No. 53-558
A screw-in method for sealing the power supply part that penetrates the polar chamber frame, such as No.
A clad plate bulkhead method is adopted in which an iron or titanium clad plate bulkhead as typified by No. 32880 is used as the main power supply part, and electricity is supplied to the electrodes by ribs serving as auxiliary power feed parts extending from the bulkhead.

しかし、外部給電方法は、給電部が極室内の遮蔽物とな
るためデッドスペースを生じ、陽イオン交換膜の性能低
下を促進し、外部とのシールが困難で液漏れを起こし、
更に電極をセットする時電極面のズレを生じ、陽イオン
交換膜を破損したり適正な極間距離を保てない。
However, with the external power supply method, the power supply part becomes a shield inside the electrode chamber, creating a dead space, which accelerates the deterioration of the performance of the cation exchange membrane, and makes it difficult to seal with the outside, causing liquid leakage.
Furthermore, when setting the electrodes, the electrode surfaces may shift, damaging the cation exchange membrane or making it impossible to maintain an appropriate distance between the electrodes.

また、ネジ込み方式は、電解時に給電部が発熱し高温と
なるため、パツキンに特別な注意力が必要で数ケ月〜1
年毎にパツキンを交換しなければならなく、電極セット
に多数の手間がかかるのでメンテナンス人員を大量に必
要とする。
In addition, with the screw-in method, the power supply part generates heat during electrolysis and reaches a high temperature, so special care is required for the packing, which may last several months to a year.
The gaskets must be replaced every year, and electrode sets require a lot of work, requiring a large number of maintenance personnel.

そして、クラツド板隔壁方式は、補助給電部分のクラツ
ド板への溶接に手間がかかり、補助給電部分が極室内の
遮蔽物となるなどの問題があり、これらの対策、改善が
望まれている。
The clad plate partition system has problems such as it takes time and effort to weld the auxiliary power supply part to the clad plate, and the auxiliary power supply part acts as a shield inside the electrode chamber, and countermeasures and improvements to these problems are desired.

本考案は、高度で複雑な技術を必要とせず、高価なチタ
ンを有効に活用することを可能にしたフィルタープレス
型電解槽用導電ピンを提供することにある。
The object of the present invention is to provide a conductive pin for a filter press type electrolytic cell that does not require advanced and complicated technology and allows effective use of expensive titanium.

本考案は、陽イオン交換膜の性能を最大に発揮させ、簡
単な構造でメンテナンスフリーな給電部を有する電解槽
も結果的に提供することになる。
The present invention maximizes the performance of the cation exchange membrane and ultimately provides an electrolytic cell having a simple structure and a maintenance-free power supply section.

本考案は、チタンをフィルタープレス型電解槽のライニ
ング材として適用する際に、最小の量を使用し、しかも
工作上の不都合を回避し、併せて電解槽の給電部を信頼
性の高い構造とすることで、上記目的全てに合致し、従
来の欠点を一気に解決で゛きることを見出したもので゛
ある。
The present invention uses the minimum amount of titanium as a lining material for a filter press type electrolytic cell, avoids any inconvenience during construction, and provides a highly reliable structure for the power supply part of the electrolytic cell. It has been discovered that by doing so, all of the above objectives can be met and the drawbacks of the conventional methods can be solved at once.

即ち、本考案は、陽極室内面にチタンライニングを施し
た隔壁の該チタンライニングと導電ピンとのシール溶接
を適切に行うために、陽極側の実質的にチタンより構成
してなる導電部分を、陽極室内面にチタンライニングを
施した隔壁の該チタンライニングの厚みに相当する厚み
以上切削した形状を有するフィルタープレス型電解槽用
導電ピンにある。
That is, in the present invention, in order to properly perform seal welding between the titanium lining and the conductive pin of the partition wall in which the titanium lining is provided on the inside of the anode chamber, the conductive portion substantially made of titanium on the anode side is connected to the anode. A conductive pin for a filter press type electrolytic cell has a shape cut to a thickness equal to or more than the thickness of the titanium lining of a partition wall whose interior surface is lined with titanium.

従来、チタンをライニング材として適用する際、プラグ
ライニング法、ストリップライニング法が知られている
が、これらの方法はチタン板をTIG溶接する時、高温
下にさらされるため、3m/m以下の板厚を用いると溶
断し、又、ライニングの溶接部に穴をあけ、ブローホー
ルを生じチタンの耐食性能を失ってしまう等の問題があ
り、電解槽としての機能を長期にわたって継続できない
Conventionally, when applying titanium as a lining material, plug lining method and strip lining method are known, but these methods expose titanium plates to high temperatures when TIG welding, so it is difficult to use titanium plates with a thickness of 3 m/m or less. If the thickness is too thick, there will be problems such as melting, blow holes in the welded parts of the lining, and loss of corrosion resistance of titanium, making it impossible to continue functioning as an electrolytic cell for a long period of time.

本考案によれば、3m/m以下、0.2m/m程度の厚
さのチタン板をも上記の問題を起こすことなく使用でき
、経済的効果は極めて大きいものである。
According to the present invention, a titanium plate having a thickness of 3 m/m or less and about 0.2 m/m can be used without causing the above-mentioned problems, and the economical effect is extremely large.

殊に、陽イオン交換膜をフィルタープレス型電解槽に装
着して電解するプロセスでは、陽イオン交換膜の面積と
単位複室枠隔壁のライニング面積が等しくなるので、そ
の効果は大きくなり塩素と苛性アルカリの製造コストを
大巾に低減することができる。
In particular, in the electrolysis process where a cation exchange membrane is attached to a filter press type electrolytic cell, the area of the cation exchange membrane and the lining area of the unit multi-chamber frame partition are equal, so the effect is large and the chlorine and caustic The production cost of alkali can be significantly reduced.

本考案によれば更に導電ピン(給電部分)がライニング
の固定部となるので、ライニングの浮きがなくなり、又
、導電ピンでの抵抗損による発熱がライニング部分に速
やかに伝わるため、ライニングのフィン効果により放熱
が大となり、過熱の恐れがなくなるなどの特徴がある。
According to the present invention, since the conductive pin (power feeding part) becomes a fixed part of the lining, the lining does not float, and heat generated by resistance loss in the conductive pin is quickly transmitted to the lining part, so the lining has a fin effect. This increases heat dissipation and eliminates the risk of overheating.

このように本考案のフィルタープレス型電解槽用導電ピ
ンは、特に電解槽の大型化を行う時に起こる問題点を一
挙に解決することが可能となる。
As described above, the filter press type electrolytic cell conductive pin of the present invention can solve at once the problems that occur especially when increasing the size of the electrolytic cell.

以下図面によって本考案を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本考案の導電ピンを用いたイオン交換膜を用
いて塩化アルカリ水溶液を電解するのに用いる代表的な
実施態様を示すフィルタープレス型電解槽の単位複極室
枠の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a unit bipolar chamber frame of a filter press type electrolytic cell showing a typical embodiment used to electrolyze an aqueous alkali chloride solution using an ion exchange membrane using conductive pins of the present invention. be.

第2図は、第1図のA−A’断面の部分拡大断面図であ
る。
FIG. 2 is a partially enlarged sectional view taken along the line AA' in FIG. 1.

また、第3図は第1図の基本構造を有する大型単位極室
枠の陽極側から見た部分カット図である。
3 is a partial cutaway view of a large unit electrode chamber frame having the basic structure shown in FIG. 1, viewed from the anode side.

第1図において単位複極室枠3は鉄製の枠33と鉄製の
隔壁32を溶接36で接合することで陽極室空間1と陰
極室空間2を形成している。
In FIG. 1, the unit bipolar chamber frame 3 forms an anode chamber space 1 and a cathode chamber space 2 by joining an iron frame 33 and an iron partition wall 32 by welding 36.

鉄製の隔壁32の陽極室側にはチタンライニング31が
施こされている。
A titanium lining 31 is provided on the anode chamber side of the iron partition wall 32.

枠3と隔壁32に用いる鉄には鉄の場合のほか炭素、マ
ンガン、シリカ、ニッケル、クロム、モリブデン等を一
種ないし数種を含有する合金も含む。
The iron used for the frame 3 and the partition wall 32 includes not only iron but also an alloy containing one or more of carbon, manganese, silica, nickel, chromium, molybdenum, etc.

又、ライニング用に用いられるチタン31をチタン金属
の場合のほか、パラジウム等を含有するチタン合金を含
むがライニングを’1m/m以下と薄くしても機械的強
度が保たれるJIS−TP 35が好ましい。
In addition, the titanium 31 used for the lining is not only titanium metal but also includes titanium alloys containing palladium etc. JIS-TP 35, which maintains mechanical strength even when the lining is thinned to 1 m/m or less. is preferred.

陽極室空間1と陰極室空間2にはそれぞれ陽極室液の給
液ノズル16及び排液ノズル17、そして陰極室液の給
液ノズル26及び排液ノズル27がついており、相対す
る極室間には陽イオン交換膜5が陽極室パツキン51と
陰極室パツキン52を介してフィルタープレス式にはさ
み込まれている。
The anode chamber space 1 and the cathode chamber space 2 are respectively provided with a supply nozzle 16 and a drain nozzle 17 for the anode chamber liquid, and a supply nozzle 26 and a drain nozzle 27 for the cathode chamber liquid. A cation exchange membrane 5 is sandwiched between an anode chamber packing 51 and a cathode chamber packing 52 in a filter press type.

複極式電解槽では液漏洩により析出する塩化アルカリ等
のブリッジにより相対する単位極室枠が電気的にショー
トするのを防ぐため、第1図に示すように陽イオン交換
膜を極室枠外層よりはみ出させることが好ましい。
In bipolar electrolytic cells, in order to prevent electrical short-circuiting between opposing unit electrode chamber frames due to bridges of alkali chloride, etc. that precipitate due to liquid leakage, a cation exchange membrane is placed on the outer layer of the electrode chamber frame as shown in Figure 1. It is preferable to make it protrude further.

陽極室空間1は隔壁32のチタンライニング31と鉄製
の枠部のフランジライニング34により陽極室液から完
全に守られており、陽極11が収容されている。
The anode chamber space 1 is completely protected from the anode chamber liquid by the titanium lining 31 of the partition wall 32 and the flange lining 34 of the iron frame, and the anode 11 is accommodated therein.

また、陰極室空間2には陰極21が収容されており、陽
極11と陰極21の電気的結合は導電部分たる、本考案
でいう導電ピン4によってなされている。
Further, a cathode 21 is accommodated in the cathode chamber space 2, and the anode 11 and the cathode 21 are electrically connected by a conductive pin 4, which is a conductive portion.

第2図において陰極21に集電された電気は、陰極分散
板22に集合し、導電ピン4の鉄部骨43に集まる。
In FIG. 2, the electricity collected on the cathode 21 is collected on the cathode dispersion plate 22, and then on the steel frame 43 of the conductive pin 4.

本図で導電ピン4は陰極に発生する原子状水素の陽極側
への拡散を防止する物質42を介してチタン部分41が
接合されており、電気はチタン部分まで伝わる。
In this figure, the conductive pin 4 is connected to a titanium portion 41 via a substance 42 that prevents atomic hydrogen generated at the cathode from diffusing toward the anode, and electricity is transmitted to the titanium portion.

物質42としてクロム、モリブチ゛ン、銀、銅等があり
、このような導電ピンを構成させる手段として、ネジ、
圧着、溶接、クラッド等を挙げることができる。
The material 42 includes chromium, molybutin, silver, copper, etc., and the means for constructing such a conductive pin include screws, screws, etc.
Examples include crimping, welding, cladding, etc.

特開昭49−82588号、特開昭51−11078号
で開示された摩擦圧接は好ましい実施手段である。
Friction welding disclosed in JP-A-49-82588 and JP-A-51-11078 is a preferred means of implementation.

かくして構成された導電ピン4は、鉄製隔壁に溶接37
で固定される。
The conductive pin 4 thus constructed is welded 37 to the iron partition wall.
is fixed.

導電ピンをネジで隔壁に固定することもできるが、陰極
室液が漏洩し隔壁とチタンライニングの間に侵入し、チ
タンを浸食するので溶接37で完全にシールすることが
好ましい 本考案でいう実質的にチタンよりなる導電部分とは、第
4図で示すように導電ピン全体がチタンでなる場合およ
び第2図で示したように導電ピンの陽極側がチタンより
なり、他の部分がチタン以外の材質よりなる場合のいか
んにこだわることなく、要するに陽極室内面にチタンラ
イニングを施した隔壁の該チタンライニング側の導電ピ
ンの部分をいう。
Although the conductive pin can be fixed to the partition wall with screws, the cathode chamber liquid leaks and enters between the partition wall and the titanium lining and corrodes the titanium, so it is preferable to completely seal it with welding 37. In general, a conductive part made of titanium is defined as a case where the entire conductive pin is made of titanium, as shown in Figure 4, or a case where the anode side of the conductive pin is made of titanium and the other parts are made of titanium, as shown in Figure 2. Regardless of the material it is made of, it basically refers to the part of the conductive pin on the titanium lining side of the partition wall in which the inner surface of the anode chamber is lined with titanium.

第2図において、本考案の導電ピンのチタン部分41が
鉄製隔壁32よりチタンライニング31の厚み以上に切
削された形状でチタン相互のシール溶接35がなされて
いる。
In FIG. 2, the titanium portion 41 of the conductive pin of the present invention is cut from the iron partition wall 32 to a thickness greater than the thickness of the titanium lining 31, and the titanium parts are welded together for sealing 35.

チタン部分の電流は、陽極ボス15との溶接部14を通
り、陽極ボス、陽極コンダクトプレート13゜陽極電流
分散板12を通して陽極11に到達する。
The current in the titanium portion passes through the welded portion 14 with the anode boss 15 and reaches the anode 11 through the anode boss, the anode conductive plate 13°, and the anode current distribution plate 12.

これらの陽極構成部材は陽極11に均一に電流を分散さ
せると共に、陽極の陽イオン交換膜に対する平行度を遠
戚するのに効果がある。
These anode constituent members are effective in uniformly distributing current to the anode 11 and in controlling the degree of parallelism of the anode to the cation exchange membrane.

第2図では溶接部14の取付用に陽極に空穴19をあけ
であるが、取付後ふさぐことが好ましい。
In FIG. 2, a hole 19 is made in the anode for attaching the welding part 14, but it is preferable to close it after attaching it.

第6図に従来のフィルタープレス型電解槽の単位極室枠
のチタンライニング方法、第7図に本考案のフィルター
プレス型電解槽のライニング方法を示す。
FIG. 6 shows a titanium lining method for a unit electrode chamber frame of a conventional filter press type electrolytic cell, and FIG. 7 shows a lining method for a filter press type electrolytic cell according to the present invention.

第6図において鉄製隔壁102に厚さhlのチタンライ
ニング101はチタンピン104によりシール溶接10
3によって鉄製隔壁部105からhlの距離、離れて止
められている。
In FIG. 6, a titanium lining 101 having a thickness of hl is welded to a steel partition wall 102 by seal welding 10 with a titanium pin 104.
3 at a distance of hl from the iron partition wall 105.

第7図において鉄製隔壁102に厚さh2のチタンライ
ニング101は距離h3だけ切削された形状の導電ピン
108によりシール溶接103によってh4+h3の距
離、離れて止められている。
In FIG. 7, a titanium lining 101 having a thickness of h2 is fixed to an iron partition wall 102 by a conductive pin 108 cut by a distance h3 by a seal weld 103 at a distance of h4+h3.

第6図においては鎖部分からチタンライニングの厚みし
か離れていないので、シール溶接時の熱が鎖部分にも伝
わり、チタンと合金を作り耐食性が著しく落ち、電解操
作時にピンホールを生じる。
In FIG. 6, since the distance from the chain part is only the thickness of the titanium lining, the heat during seal welding is transmitted to the chain part, forming an alloy with titanium, significantly reducing corrosion resistance, and causing pinholes during electrolytic operation.

殊にチタンライニングの厚みが3m/m以下となると、
溶接の溶は込みが厚み全体に広がるため鉄との合金を作
り易く危険性が増す。
Especially when the thickness of the titanium lining is 3m/m or less,
Since the welding penetration spreads throughout the thickness, it is easy to form an alloy with iron, increasing the danger.

一方、本考案の第7図では、鎖部分との距離が従来より
2倍以上離れているので、シール溶接の熱が伝わらなく
なり、しかも加熱部の周りがチタンに覆われているため
、伝熱放射が大きくなり、鎖部分が加熱されず、チタン
、鉄合金が生成しない。
On the other hand, in Fig. 7 of the present invention, the distance from the chain part is more than twice that of the conventional one, so the heat of seal welding is not transmitted, and the heating part is covered with titanium, so the heat transfer Radiation increases, the chain part is not heated, and titanium and iron alloys are not generated.

この効果はチタンライニングの厚みを3m/m以下にす
る時に更に大きくなり、0.2m/mの厚みとして溶は
込みが厚さh4全体に広がっても切削h3部分により熱
が鉄製隔壁部105に伝わることを阻止できる。
This effect becomes even greater when the thickness of the titanium lining is reduced to 3 m/m or less, and even if the thickness of the titanium lining is 0.2 m/m and the melt penetration spreads over the entire thickness h4, the heat is transferred to the iron partition wall 105 due to the cut h3 portion. You can prevent it from being transmitted.

本考案によれば、導電ピンがチタンライニングに溶接さ
れているので、電解中に導電ピンが抵抗損で発熱しても
ライニングのフィン効果により余熱が十分前われて電解
温度とほとんど同一となるため、従来の導電ピンのよう
に焼きつけ等の支障がなくなり寿命が長いものとなる。
According to the present invention, since the conductive pin is welded to the titanium lining, even if the conductive pin generates heat due to resistance loss during electrolysis, the fin effect of the lining sufficiently precedes the residual heat and the temperature becomes almost the same as the electrolysis temperature. Unlike conventional conductive pins, there are no problems such as burning, and the product has a long life.

本考案の導電ピンの切削形状は、チタンライニングの厚
み以上が必要であるが、あまり大きく切り込むことは逆
に導電ピンの断面積を減らし、抵抗損を必要以上に大き
くするので好ましくなく、厚みの100倍以下が良い。
The cutting shape of the conductive pin of the present invention needs to be at least as thick as the titanium lining, but cutting too much is undesirable because it reduces the cross-sectional area of the conductive pin and increases resistance loss more than necessary. 100 times or less is better.

切削の割合いの範囲は、本考案の効果が著しい3m/m
以下のチタンライニングを行う場合で、切削距離h3を
チタンライニングの厚みh4で除した数値が1.1〜2
0であることが好ましい。
The cutting rate range is 3m/m, where the effect of this invention is remarkable.
When performing the following titanium lining, the value obtained by dividing the cutting distance h3 by the thickness h4 of the titanium lining is 1.1 to 2.
Preferably, it is 0.

第3図は、導電ピン41と陽極11の関係を示すため左
側より陽極および陽極構成部材を取り付けた部分、陽極
構成部村上の陽極の一部を取り外した部分、陽極構成部
材と陽極を取り外し導電ピンの間隔を示した部分を明確
にした1200m/mx2400 m/mの単位複極室
枠の一例である。
In order to show the relationship between the conductive pin 41 and the anode 11, FIG. This is an example of a unit bipolar chamber frame of 1,200 m/m x 2,400 m/m with the pin spacing clearly indicated.

このような広いライニングを行う時、従来技術ではライ
ニングの止めるピッチが250 m/m以下であること
が必要であるのに、本考案の切削された形状の導電ピン
部分でライニングの固定を行うことでライニングの浮き
か押えられ、600 m/mのピッチで十分であること
を示している。
When performing such a wide lining, conventional technology requires that the pitch at which the lining is stopped is 250 m/m or less, but the present invention fixes the lining using the cut-shaped conductive pin portion. This shows that the floating of the lining is suppressed by the pitch of 600 m/m.

このことは、ライニングの固定部のシール溶接の点数が
減り、工程の短縮、製作費の低減に大きく寄与する。
This reduces the number of seal welds at the fixed portion of the lining, which greatly contributes to shortening the process and reducing manufacturing costs.

もちろん、導電ピンによるライニングの固定のピッチは
極端なものにできる訳でも、なく、製作工数や許容でき
る浮きから判断すべきで、好ましくは200〜600m
/mである。
Of course, the pitch of fixing the lining with conductive pins cannot be extreme; it should be determined based on the manufacturing process and allowable float, and is preferably 200 to 600 m.
/m.

第4図は、本考案の他の実施態様を示すフィルタープレ
ス型電解槽の単位陽極室枠の導電ピン部分の拡大図であ
る。
FIG. 4 is an enlarged view of a conductive pin portion of a unit anode chamber frame of a filter press type electrolytic cell showing another embodiment of the present invention.

第5図は、第4図の基本構造を有する大型単位陽極室枠
の陽極側から見た部分カット図である。
FIG. 5 is a partial cutaway view of a large unit anode chamber frame having the basic structure shown in FIG. 4, viewed from the anode side.

第4図において、チタン導電ピン91にネジ部92を介
し、鉄製隔壁82のネジ部83に機械的、電気的に接続
されている鉄製隔壁上のチタンライニング81は、本考
案の導電ピンの切削形状部分93まで伸び導電ピンとシ
ール溶接85により固定されている。
In FIG. 4, the titanium lining 81 on the iron partition wall, which is mechanically and electrically connected to the threaded part 83 of the iron partition wall 82 through the threaded part 92 to the titanium conductive pin 91, is formed by cutting the conductive pin of the present invention. It extends to the shaped portion 93 and is fixed by a conductive pin and seal welding 85.

導電ピンからは陽極61が接続された陽極電流分散板6
2が伸びている。
An anode current distribution plate 6 to which an anode 61 is connected from the conductive pin
2 is growing.

第5図は、陽極に電流を均一に分布させるため、7列の
導電ピンを有した1200 m/用 X 2400 m
/用の単位陽極室枠の一例で、電流は隔壁の延長部たる
ターミナル88より入る。
Figure 5 shows a 1200 m x 2400 m grid with 7 rows of conductive pins to uniformly distribute the current to the anode.
This is an example of a unit anode chamber frame for /, and the current enters from a terminal 88 which is an extension of the partition wall.

隔壁混合穴87は隔壁で分けられた二つの陽極室の電解
液濃度を均一にするものである。
The partition wall mixing hole 87 is used to equalize the electrolyte concentration in the two anode chambers separated by the partition wall.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本考案のイオン交換膜を用いて塩化アルカリ
水溶液を電解するのに用いる導電ピンを用いた代表的な
実施態様を示すフィルタープレス型電解槽の単位複極室
枠の断面図である。 第2図は、第1図のA−A′断面の部分拡大断面図であ
る。 第3図は、第1図の基本構造図を有する大型単位極室枠
の部分カット図である。 第4図は、フィルタープレス型電解槽の単位陽極室枠の
導電ピン部分の拡大図である。 第5図は、第4図の基本構造を有する大型単位陽極室枠
の部分カッI・図である。 第6図は、従来のフィルタープレス型電解槽の単位極室
枠のチタンライニング法を示す図である。 第7図は、本考案のフィルタープレス型電解槽のライニ
ング方法を説明する図である。 図中、1−陽極室空間、4,91.108−導電ピン、
5陽イオン交換膜、31.81.101−チタンライニ
ング、32.82,102−鉄製の隔壁、33−鉄製の
枠、35,85,103−チタンのシール溶接部、93
.h3−導電ピンの切削形状部分、104−チタンピン
、h、、h4−チタンライニングの厚みをそれぞれあら
れす。
FIG. 1 is a sectional view of a unit bipolar chamber frame of a filter press type electrolytic cell showing a typical embodiment using conductive pins used to electrolyze an aqueous alkali chloride solution using the ion exchange membrane of the present invention. be. FIG. 2 is a partially enlarged sectional view taken along the line AA' in FIG. 1. FIG. 3 is a partial cutaway diagram of a large unit electrode chamber frame having the basic structural diagram of FIG. 1. FIG. FIG. 4 is an enlarged view of the conductive pin portion of the unit anode chamber frame of the filter press type electrolytic cell. FIG. 5 is a partial diagram of a large unit anode chamber frame having the basic structure shown in FIG. 4. FIG. 6 is a diagram showing a titanium lining method for a unit electrode chamber frame of a conventional filter press type electrolytic cell. FIG. 7 is a diagram illustrating a method of lining a filter press type electrolytic cell according to the present invention. In the figure, 1-anode chamber space, 4,91.108-conductive pin,
5 Cation exchange membrane, 31.81.101-Titanium lining, 32.82,102-Iron partition, 33-Iron frame, 35,85,103-Titanium seal weld, 93
.. h3 - cutting shape part of conductive pin, 104 - titanium pin, h, h4 - thickness of titanium lining, respectively.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 陽極側の実質的にチタンより構成してなる導電部分を陽
極室内面にチタンライニングを施した隔壁の該チタンラ
イニングの厚みに相当する厚み以上切削した形状を有す
るフィルタープレス型電解槽用導電ピン。
A conductive pin for a filter press type electrolytic cell having a shape in which a conductive portion on the anode side substantially made of titanium is cut to a thickness equal to or more than the thickness of the titanium lining of a partition wall in which the inner surface of the anode chamber is lined with titanium.
JP1979142185U 1979-10-16 1979-10-16 Conductive pin for filter press type electrolytic cell Expired JPS5831894Y2 (en)

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