JPS59104487A - フイルタ−プレス型電解槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解槽、殊にフィルタープレス型の電解槽に関
する。

複数のアノードおよびカソードを有する電解槽であって
、電解槽を複数のアノード室およびカソード室に分割し
て℃・るセパレーターによってアノードが隣のカソード
から分離されているものは周知である。そのような電解
槽のアノード室には、槽へ電解液を適当には一つの共通
ヘッダーから、仕込むための手段、および槽から電解生
成物を取出すための手段が備えられている。同様にカソ
ード室には槽から電解生成物を取出すための手段、およ
び場合により水またはその他の液体を適当には一つの共
通ヘッダーから仕込むための手段が備えられている。

そのような電解槽において、セパレーターは多孔質、水
圧透過性隔膜であるか、あるいは実質的に水圧透過性、
イオン選択透過性（例：カチオン選択透過性）膜である
。

フィルタープレス型電解槽は、多数の交互に配列された
アノードおよびカソード（例えば５０枚のアノードと５
０枚のカソードの交互配列）からなるが、さらに多くの
アノードおよびカソード（例えば１５０枚までのアノー
ドおよびカソードの交互配列）からなることもある。

近年フィルタープレス型の電解槽は、アルカリ金属塩化
物水溶液の電気分解による塩素とアルカリ金属水酸化物
水溶液との製造用に開発されてきている。アルカリ金属
塩化物水溶液を隔膜型の電解槽で電解する場合、原溶液
を槽のアノード電解室へ仕込み、電解で生成する塩素を
アノード室から取出し、塩素除減された溶液は隔膜を介
してカソード室へ移行させ、アルカリ金属イオンと水と
の反応によって生成する水素およびアルカリ金属水酸化
物をカソード室から取出ず。そのアルカリ金属水酸化物
は水溶液の状態であり、これにはアルカリ金属塩化物も
少量台まれている。

アルカリ金属塩化物水溶液を模型電解槽で電解する場合
は、原溶液を槽のアノード室に仕込み、電解で生成する
塩素、・および塩素除減されたアルカリ金属塩化物溶液
をアノード室から取出し、アルカリ金属は膜を横切って
カソード室へ移送され、そのカソード室へ水または稀ア
ルカリ金属水酸化物溶液が仕込まれ、そしてアルカリ金
属イオンと水との反応で生成される水素およびアルカリ
金属水酸化物溶液をカソード室から取出す。

フィルタープレス型のそのような電解槽においては、電
解液を一つの共通ヘッダーがら槽の個々のアノード室へ
仕込むことができ電解生成物は個々のアノード室および
カソード室から生成物をそれぞれの共通ヘッダーへ供給
することにより取出すことができる。電解液を仕込む手
段および生成物を取出す手段は、別々の共通ヘッダーか
ら個々のアノード室およびカソード室へ連結している別
々のパイプであってよい。あるいは、電解槽は複数のア
ノード板、カソード板および各アノードおよびカソード
板間に配置されたガスケットがら構成されていてよく、
そしてそれらのガスケットおよび場合によりアノードお
よびカソード板は、複数の開口を有して、それらの開口
が一緒になって前記のヘッダーのように機能する複数の
経路（チャネル）を槽の長手方向に形成するようにする
ことができる。そのような槽において、電解液を仕込む
手段および電解生成物を取出す手段は、ガスケットおよ
び／またはアノードもしくはカソード室の壁に設けられ
た流路（複数）であってよく、それらの流路は、アノー
ド室およびカソード室への各ヘッダーへ連結される。こ
の後者のタイプの電解槽は、例えば隔膜式および模式の
電解槽に関する英国特許第１，５９５，１９６号および
同第１．５９５，１８３号明細書に記載される。

電解槽、殊に多数の独立アノードおよびカソード室を有
するフィルタープレス型の電解槽において、電解液の流
量がアノード室のそれぞれに対して実質的に同一である
こと、すなわち共通ヘッダーから各アノード室への電解
液の均等分配を行うこと、が好ましい。ヘッダーから各
アノード室への電解液の流量が種々異なると、電解液の
平均濃度および電解液温度がアノード室毎に変化して、
その結果として電解槽の運転効率に悪影響がもたらされ
よう。各アノード室間において均等な電解液の分配を確
保するために、共通へラダーとアノード室との間に可成
り大きな圧力降下があるようにすることが必要である。

そのような大きな圧力降下を与えるには、その共通ヘッ
ダーとアノード室との間に非常に小さな断面のパイプな
いし流路を与えることが必要であろう、このような手段
は、電解槽（および、従ってアノード室）が比較的／」
・さな寸法である場合に殊に講じられる必要があろう。

電解室においてそのように小さな断面のパイプ（または
流路）を使用すると、それらのパイプ（および流路）が
実質的に同一の寸法でなければならず、また非常に小さ
な許容公差で製作されなげればならない点においてさら
に別の問題をもたらし、そしてさらにはそれらのパイプ
または流路は、例えば電解液中に存在することがある固
形物質によって、部分的にまたは完全に閉塞されること
もある。

本発明は、前記の諸問題が実質的に克服され、そして使
用に際して一つの共通へラダーからアノード室への電解
液の均等分配を達成する電解槽に関する。

本発明は、交互に配列された複数のアノードおよびカソ
ード：複数のアノード室およびカソード室を形成するよ
うに各相隣れるアノードおよびカソードの間に配置され
たセパレーター；およびアノード室のそれぞれ・へ流路
によって連結されている１個の電解液用ヘッダー；から
なるフィルタープレス型電解槽であって二使用の際にヘ
ッダーからアノード室へ向って流れる電解液中に渦巻き
流を発生させるような形状をもつ装置を各流路に設けで
あることを特徴とするフィルタープレス型電解槽を提供
する。

ヘッダーから電解槽のアノード室へ流れる電解液中に渦
巻き流を生じさせるような形状の装置を用いると、ヘッ
ダーとアノード室との間に可成り大きな圧力降下がもた
らされる。殊に、それによって、実質的に同一の圧力降
下を生じさせるために単純な構造の流路、例えば管状流
路において必要とされる断面寸法よりもはるかに大きな
断面寸法の流路を使用することができるようになる。従
って渦巻き流を生じさせるように賦形された装置を用い
ることにより、単純構造の流路、例えば管状流路と比較
して、電解液中の固体混入物による閉塞が起こり難く、
また前記のような小さい許容公差で製作する必要がない
。またそのような装置の使用によって、共通へラダーと
アノード室との間に所望の圧力降下を住じさせるための
寸法変更の可能範囲を増大させる。

使用に際して渦巻き流を生じさせるように賦形された装
置（以下、単に渦巻き流装置と称するこトカアル）は、
種々の形態をとりうる。

例えばその装置は、パイプの内側に複数の羽根を、パイ
プ内を流動する電解液中に一つの渦巻き流が発生される
ように配置してなる形態でありうる。あるいは渦巻き流
装置は、パイプの内側に複数の円板をパイプの軸に対し
て横方向に配置してなるものであってよく、その第１の
円板が一個または多数のオリアイスをパイプの壁に近い
所に位置させて有し、その（またはそれらの）オリフィ
スがそれを通って流動する電解液中に渦巻伊流を生じさ
せる羽根（単数または複数）と関連されるようにし、そ
して第１の円板の下流側に配置された第２の円板が実質
上軸位置に配された一個のオリアイスを有するようにし
、かくしてそのような一連の円板の組合せを、軸位置オ
リフィスを有する一つの円板をパイプ壁に近い所にオリ
フィスを有する一対の円板の間に位置させるように、配
列させることができる。

別の、そして好ましいタイプの渦巻き流装置は、１また
はそれ以上接線方向入口孔（例えば１本またはそれ以上
の接線方向配置入口バイブ）および１つの軸方向出口孔
（例えば軸方向配置パイプ）を有する円筒体からなる。

その最も簡単な形では、このタイプの装置は単一の接線
方向入口孔を有する。このタイプの渦巻き流装置におけ
る入口および出口孔（例えばパイプ）は、比較的大きな
断面を有してよく、殊に共通へラダーとアノード室との
間に実質的に同一の圧力降下を生じさせるのに（例えば
単純管状流路において）必要とされる断面よりも、はる
かに大きな断面を有しうる。

好ましい渦巻き流装置は、接線方向の−またはそれ以上
の入口孔と一つの軸方向出口孔とを有する円筒体からな
る。ここに「接線方向」なる用語は、円筒体において実
質的に（しかし正確ではなく）接線方向に配置された入
口孔をも包含しているも・のとする。また「軸方向」な
る用語は、円筒体の実質上（しかし正確ではなく）軸方
向に配置された出口孔をも包含しているものとする。

かかる好ましい渦巻き流装置の入口孔および出口孔（例
えばパイプ）は、その断面が円形となるのが普通であり
、またその装置は、電解液が共通ヘッダーと各アノード
室との間において、使用中にその共通へラダーから渦巻
き流装置中へ接線方向入口孔を介して流れ込み、軸方向
出口孔を介してアノード室へ流れ込むように、配置され
る。

この好ましい渦巻き流装置を使用して実質的な圧力降下
がもたらされるようにするには、円筒体の直径が出口孔
の直径の少なくとも３倍大きいことが好ましい。円筒体
の直径が出口孔の直径よりも７倍以上大きな渦巻き流装
置を用いても、さらに特別な利点は得られない。

渦巻き流装置の入口および出口孔は、実質的に同じ直径
であってよい。

電解槽にお℃・て共通ヘッダーとアノード室との間で所
定の値の圧力降下を達成するには、前記の好ましい渦巻
き流装置としで、ヘッダーとアノード室との間に配置さ
れた単純管状流路の直径の約２倍の直径の出口孔を有す
るもの（すなわち、渦巻き流装置の出口孔の断面積が単
純管状流路の断面積の約４倍であるもの）を用いうろこ
と、そしてその結果として閉塞が起こり難いことが判明
した。出口孔の長さは、圧力降下にほとんど影響（たと
え多少あったとしても）を与えない。

所望ならば１個よりも多くの渦巻き流装置を、共通ヘッ
ダーと各アノード室との間に直列に配置することができ
、その場合に譬、所定の圧力降下値の達成のために、各
渦巻き流装置の大きさく例えば入口および出口孔の寸法
）は、１個のみの渦巻き流装置が用いられる場合に必要
とされるものよりも大きくてよい。

渦巻き流装置は電解液に対し、また電解生成物に対して
耐えうる材料で製作されるべきである。

それは例えば耐食性プラスチック材料Ｃ例：フルオロポ
リマー）または耐食性金属（例：チタンのようなフィル
ム形成性金属）によって作ることができる。

電解槽において、セパレーターは水圧透過性隔膜または
実質的に水圧不透過性でイオン選択透過性である膜（例
えばカチオン選択透過性膜）であってよい、 セパレーター構成材料の選択は、部分的には電解質の種
類に応じて、従って電解生成物に応じて決定される。ア
ルカリ金属塩化物（例えば塩化ナトリウム）の水溶液を
電気分解すべき場合に、セパレーターは電気分解の腐食
性生成物、すなわち塩素およびアルカリ金属水酸化物（
例：水酸化すトリウム）に耐えられなげればならない。

セパレーターが水圧透過性隔膜である場合、それを弗素
含有重合体材料から作ることができるが、その理由は多
くの電解槽において、殊にアルカリ金属塩化物水溶液の
電解により塩素およびアルカリ金属水酸化物の製造用電
解槽におい遭遇する腐食性環境での高い安定性のためで
ある。そのような水圧透過性隔膜は公知である。

水圧不透過性、カチオン選択透過性膜は公知であり、そ
してアニオン基を有する弗素含有重合体材料であるのが
好ましい。そのような重合体材料は、繰返し単位 ［Ｃｍ　Ｆ２ｍ’：ｌ　　　および ［ＣＦ２−ＣＦ″ＩＮ を含むフルオロカーボン類であるのが好ましい。

上記においてｍは２〜１０の値、好ましくは２であり、
ＭＡＨの比は基Ｘの当量重量が５００〜２００となるよ
うな比であるのが好ましく、 Ｘは、 Ａ　　または 〔０ＣＦ２−ＣＦ″ｌｐＡ 「 から選択され、ｐは例えば１〜６であり、２は弗素また
は炭素原子数１〜１０個のパーフルオロアルキル基であ
り、そしてＡは一５Ｏ３Ｈ９−ＣＦ２ＳＯ３Ｈ９−ＯＣ
１２ＳＯ３Ｈ，−Ｘ’５Ｏ３Ｈ（Ｘ’はアリール基）。

−Ｐ　Ｏｓ　、Ｈ２、−Ｐ　０２　Ｈ２−−ＣＯＯＨ，
−Ｘ’　ＯＨ（Ｘｌはアリール基）、またはこれらの誘
導体から選択される基である。基Ａは−ＳＯ３Ｈまたは
一〇〇〇Ｈ基であるのが好ましい。−８ｏ３Ｈ含有イオ
ン交換膜は、Ｅ、　Ｉ。デュポン社から市販されており
（ｒＮａｆ　ｉ　ｏｎＪ：商標）、また−〇〇〇Ｈ基含
有イオン交換膜は、旭硝子株式会社から市販されている
（　ｒＦｌｅｍｉｏｎＪ：商標）。

電解槽は、各アノードを隣接カンードから電気絶縁する
絶縁材料製のガスケットを備えていてよい。ガスケット
は望ましくは柔軟性であり、好ましくは弾性を有し、そ
して電解液および電解生成物に対して耐えうるものでな
げればならない。ガスケットは有機重合体、例えばポリ
オレフィン（例：ポリエチじン、ポリプロピレン）、炭
化水素エラストマー（例：エチレン・プロピレン共重合
体、またはエチレン・プロピレン・ジエン共重合体をベ
ースにしたエラストマー、天然コム、スチレン・ブタジ
ェンゴム）、あるいは塩素化炭化水素（例：ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン）から作ることができる。ア
ルカリ金属塩化物水溶液の電解用の電解槽におけるガス
ケットの材料は、弗素化重合体、例えばポリテトラフル
オロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、
テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共
重合体、あるいはそのような弗素化重合体材料を外層と
して有する基材であってよい。

例えばイオン交換膜を備えた電解槽における如く、電解
槽のカソード室に対して液体（例：水）を供給しようと
する場合、または供給しなげればならない場合には、そ
の電解槽は各カソード室へ流路によって接続されたヘッ
ダーを備えるようにできる。それらの各流路はヘッダー
とカソード室との間に圧力降下を与えるために渦巻き流
装置を有するようにできる。電解生成物は別々の流路な
通って一つの共通ヘッダ〜へ供給されうる。この場合に
流路は渦巻き流装置を備える必要がない。

電解槽において共通ヘッダーを各アノード室へ接続し、
また共通ヘッダーを各カソード室へ接続する流路は、ヘ
ッダーから各アノード室へ通じる別々のパイプにより、
そしてヘッダーから各カソード室へ通じる別々のパイプ
により与えられてよい。・アノード室へ通じるこれらの
流路は、それぞれ渦巻き流装置を有し、またカソード室
へ通じるこれらの流路は場合によりそれぞれ渦巻き流装
置を有する。

好ましい態様において、電解槽はそのような別々のパイ
プ（流路）を有せず、電解槽は複数の交互に並んだアノ
ード板、カソード板およびガスケットから構成され、各
相隣れるアノード板とカソード板との間に一つのガスケ
ットが配置されており、従ってガスケットは複数の開口
を有してそれらが一緒になって電解槽の長手方向に複、
数の経路（チャネル）を形成して、それらのチャネルが
ヘッダーとして働くようにすることができる。電解槽に
おいて、アノード板およびカソード板をガスケットの凹
部に配置することができ、あるいはまたアノード板およ
びカソード板が複数の開口を有して、それらの開口が電
解槽の長手方向のチャネルの部分を形成してヘッダー゛
Ｘして働くようにしてもよい。電解槽において電解液を
アノード室；仕込む流路は、ガスケットの壁中またはア
ノード板の壁中の流路によって与えられてよく、これら
の流路のそれぞれに渦巻き流装置を設けることができる
。例えば選択透過性膜を備えた電解槽における如く、カ
ソード室へ液体（例：水）を供給する必要がある場合に
は、槽長手方向のチャネルを、ガスケット中の（場合に
よってはカソード板およびアノード板中の）開口によっ
て与え、それがヘッダーとして働くようにしてもよい。

電解−は、ガスケットの壁中（またはカソード板の壁中
）に槽長手方向の流路を備え、それを介して液体をその
流路からカソード室へ仕込むことができる。これらの流
路のそれぞれは、ヘッダーとカソード室との間に圧力降
下を与えるために渦巻き流装置を備えることができる。

電解槽は同様に形成されたヘッダーを有していてよく、
それに対してアノード室およびカソード室がら電解生成
物を供給するようにできるが、この場合には各流路に渦
巻き流装置を備える必要がない。

好ましい態様の電解槽においてガスケットは枠状部分で
限定された中央開口を有して、その開口がアノード室ま
たはカソード室の部分を限定するようにし、そしてその
枠状部分中に設げた開口がヘッダーをなす長手方向チャ
ネルの部分を形成するようにできる。

アノードは金属であってよく、その金属の種類は電解さ
れるべき電解液の種類によって左右される。好ましい金
属は（殊にアルカリ金属塩化物水落液を電解しようとす
る場合に好ましい金属は）、フィルム形成性金属である
。

フィルム形成性金属は、チタン・ジルコニウム・ニオブ
、タンタルまたはタングステンのうちの１種、あるいは
これらの金属の１種またはそれ以上を主成分とし、その
ベースの純粋金属に匹適するアノード分極特性を有する
合金、であってもよい。

チタンを単独で用いるか、チタンをベースとしてチタン
に匹適する分極特性を有する合金を用いるのが好ましい
。

普通、アノードは中央アノード部分を有し、それがヘッ
ダーをなす槽長手方向チャネル部分を形成する開口を有
するならばそれらの開口は、ガスケットにおける開口の
位置に対応する位置に設けられる。

アノード部分は、複数の長い部材（好ましくは垂直に配
置された）、例えばルーバ〜または帯状ノ部材からなっ
ていても、ある（゛はメツシュ、エキスパンデッドメタ
ルまたはパーフォレーション面のような有孔表面であっ
てもよい。アノード部分は相互に実質上平行に配置され
た一対の有効表面からなっていてもよい。アノード板の
アノード部分は、導電性の電気触媒活性物質の被覆を有
していてよい。アルカリ金属塩化物溶液を電解しょうと
する場合には、そのような被覆は、例えば１種またはそ
れ以上の白金族金属（すなわち白金。

ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウムオヨヒ
パラジウム）、それらの金属の合金および／またはそれ
らの金属の酸化物から構成できる。

また被覆は、１種またはそれ以上の白金族金属および／
またはそれらの酸化物を、１種またはそれ以上の非貴金
属酸化物（例えばフィルム形成性金属酸化物）と混合し
たものから構成できる。特に有用な電気触媒活性被覆材
としては、白金自体ならびに二酸化ルテニウム／二酸化
チタン、二酸化ルテニウム／二酸化錫および二酸化ルテ
ニウム／二酸化錫／二酸化チタンのいずれかをベースに
したものがある。

そのような被覆材およびその適用方法は周知である。

カソードは金属であってよく、その金属の種類は電解さ
れるべき電解液の種類によって左右される。アルカリ金
属塩化物水溶液を電解する場合には、カソードは例えば
鋼、銅、ニッケル、銅被覆付値、ニッケル被覆付鋼から
作ることができる。

普通、カソードは中央カソード部分を有し、それがヘッ
ダーをなす槽長手方向チャネルの部分を形成する開口を
有するときには、その開口は、ガスケット中の開口の位
置に対応する位置に設けられる。

カソード部分は、例えばルーバーまたは帯状の複数の部
材（好ましくは垂直に配列）がらなってよく、またメツ
シュ、エキスパンデッドメタル。

パーフオレ〜ジョン面のよっな有孔面からなっていても
よい。カソード部分は、相互に実質上平行に配置された
一対の有孔表面がらなっていてもよい、 カソード板のカソード部分に電解槽が水溶液（例えばア
ルカリ金属塩化物水溶液）の電解に用いられるときのカ
ソードにおける水素過電圧を減少させろ材料の被覆を付
けることができる。そのような被覆材は周知である。

アノードおよびカソードには電源への接続手段が設けら
れる。例えば個々の母線に取付けるのに適当な延長部分
が備えられる。

アノードおよびカソードの両者が柔軟性であること、そ
して好ましくは弾性であることは望ましい。なんとなれ
ば柔軟性および弾性は電解槽中ヘアノードおよびカソー
ドを組込むときに耐漏封鎖の形成に有効であるからであ
る。

アノードおよびカソードの厚さは、０５〜３＋＋＋ｍの
範囲が適当で゛ある。

電解槽は、単極槽でも双極槽でもよい。単極槽の場合に
は、アノードおよびカソードの電流の流通方向における
寸法は、短い電流経路を与え、かくして精巧な送電手段
を用いずにアノ一ドおよびカソードにおける電圧降下を
小さくするような寸法であるのが好ましい。電流の流通
方向における好ましい寸法は１５〜６０ｃｍの範囲であ
る。

アノードおよびカソードがヘッダーをなす槽長手方向の
チャネルの部分を形成する開口を備えている場合には、
アノード室と連通している槽長手方向チャネルが、カソ
ード室と連通している槽長手方向チャネルから電気的に
絶縁されていることが必要である。この電気絶縁は、槽
長手方向のチャネルの部分をなすアノードおよびカソー
ドの開口中に挿入した電気絶縁材の枠状部材によって達
成される。

本発明を添付図によって説明する。

第１図において、渦巻き流装置（１）は、円筒体伐）。

接線方向入口バイブ（３）および軸方向出口バイブ（４
）からなっている。

第２図は、金属アノード（５）および一対のガスケツ）
（６，７）を示しており、それらのガスケットはアノー
ド（５）の両側に配置されている。アノード（５）は枠
状部分を有し、この枠状部分は、枠状部分の上方および
下方部分に取付けられまた枠状部分の平面と平行である
がその平面からずれた複数の垂直配置帯材（９）をさし
わたす中央開口（８）を限定している。帯材は枠状部分
の両面に配置されており、片面上のある一つの帯材は他
面上の隣同志の二つの帯材の間の間隙と対面するように
配置されている。

アノード（５）は、電気接続ができるような金属突出部
（１０）を有する。

アノードはその枠状部分において、中央開口（８）の−
側部付近に配置された一対の開口（１１，１２）および
中央開口（８）の他側部付近に配置された一対の開口（
１３，１４）　　を有する。この電極が電解槽に設置さ
れたときに、これらの開口は、槽長手方向の室（ヘッダ
ー）の部分をなし、それを介して電解生成物がアノード
室およびカソード室から取出せる。

開口（１４）と中央開口（８）との間のアノードの壁部
分に、は、スリットされており、そして壁の部分（１５
）は、アノードの片面方向および他面方向に交互にずら
されて、スロット（図示せず）を与え、そのスロットの
中には渦巻き流装置（１）の出口バイブ（４）が配置さ
れている。開口（１１）と中央開口（８）との間のアノ
ードの壁部分には、開口（１１）と中央開口（８）との
間の流路を与えるスロット（１６）が設けられている。

ガスケット（６，７）のそれぞれは、枠状部分（１７゜
１８）を有し、またアノード（５）の中央開口（８）の
位置に対応する位置に中央開口を有している。ガスヶッ
トのそれぞれは、その中央開口の一側付近の枠状部分に
一対の開口とその中央開口の他側付近の枠状部分に一対
の開口とを有しているが、それらの開口の位置はアノー
ド（５）の一対の開口（１１，１２）と他の一対の開口
（１３，１４）　　との位置にそれぞれ対応している。

ガスケツ）（６，７）　　は電気絶縁材から作られてお
り、またアノード（５）の開口（１１，１２゜１．３．
１４）の位置に対応する位置にガスケットの平面から起
立している唇状部（図示せず）が与えられ、ガスケット
（６，７）がアノード（５）上に置かれたときに相隣れ
るガスケット上の唇状部同志が相互に接して、アノード
（５）の開口（１１，１２１３，１４）のそれぞれの周
囲に電気絶縁層を形成するようになっている。

第５図は金属カソード（１９）と一対のガスケット（２
０，２１）　　を示し、それらのガスケットはアノード
（］９）の両面に配置されている。カソード（１９）は
、枠状部分を有し、この枠状部分は、枠状部分の上方お
よび下方部分に取付けられまた枠状部分の平面と平行で
あるがその平面がらずれた複数の垂直配置帯材（２３）
がさしわたされている中央開口（２２）を限定している
。それらの帯材は枠状部分の両面に配置されており片面
上のある一つの帯材は他面上の隣同志の二つの帯材の間
の間隙と対面するように配置されている。

カソード（１９）は電気接続固定用の金属突出部（２４
１を有する。

カソードはその枠状部分において、中央開口（２２）の
−側部の近くに配置された一対の開口（２５，２６）お
よび中央開口（２２）の他側部近くに配置された一対の
開口（２７，２８）を有する。この電極が電解槽内に設
置されたときに、これらの開口は槽長手方向の室（ヘッ
ダー）の部分をなし、それらを介して電解液およびその
他の液体をアノード室およびカソード室へ仕込み、また
電解生成物をアノード室およびカソード室から取り出せ
る。

開口（２６）と中央開口（２２）との間のカソード（１
９）の壁部分はスリットされており、それらの壁部分は
カソードの片面方向および他面方向に交互にずらされて
スロット（図示せず）を与え、そのスロットの中には渦
巻き流装置（１）の出口バイブ（４）が配置されている
。開口（２７）と中央開口（２２）との間のカソード（
１９）の壁部分には、開口（２７）と中央開口（２２）
との間の一本の流路が与えられている。

ガスケツ）　（２０，２１）のそれぞれは、枠状部分（
２９，２９ａ）　　を有し、またカソード（１９）の中
央開口（２２）の位置に対応する位置に中央開口を有し
ている。ガスケツ）　（２’０．２１）のそれぞれは、
その中央開口の一側付近の枠状部分に一対の開口とその
中央開口の他側付近の枠状部分に一対の開口とを有して
いるが、それらの開口の位置はカソード（１９）の一対
の開口（２５，２６）と他の一対の開口（２７，２８）
との位置にそれぞれ対応している。ガスケツ）　（２０
，２１）は電気絶縁材料から作られておりまたカソード
（１９）の開口（２５，２６，２７，２８）　　の位置
に対応する位置にガスケットの平面から起立している唇
状部（図示せず）が与えられ、ガスケット（２０，２１
）がカソード上に置かれたときに、相隣れるガスケット
上の唇状部同志が相互に接してカソード（１９）の開−
白（２５，２６，２７，２８）のそれぞれの周囲に電気
絶縁層を形成するようになっている。

第６図には、複数のカソード（２９ｂ）およびそれに付
属したガら・ケラ）　（３０，３１）、複数のアノード
（３２）およびそれに付属したガスケット（３３，３４
）を有する電解槽の部分を示してあり、各カソード（２
９ｂ）は渦巻き流装置（］）が備えられており、また各
アノード（３２）にＱ′！、渦巻き流装置（図示せず）
が備えられている。カチオン交換膜（３５）が各アノー
ド（３２）と隣接カソード（２９ｂ）との間に配置され
、隣接ガスケットの間口例えばガスケツ）　（３０）　
　とガス・ケラ）　（３４）　　との間〕に締結により
組込み電解槽中の所定位置に固定されている。

電解槽のアノード室はアノード（３２）の両面に配置さ
れた膜により限定された部分がらなっている。そして電
解槽のカソード室はカソード（２９ｂ）の両面に配置さ
れた膜（３５）により限定された部分からなっている。

使用の際に、電解液、例えば塩化ナトリウム水溶液は、
アノード（５）の開口（１４）から構成される室（ヘッ
ダー）を介し、また渦巻き流装置（１）を介して槽のア
ノード室へ仕込まれる。電解生成物、例えば塩素および
稀塩化す）　ＩＪウム水溶液は、スロット（１６）およ
びアノード（５）の開口（１１）から構成される室（ヘ
ッダー）を介してアノード室から取出される。流体、例
えば水または種水酸化ナトリウム水溶液がカソード（１
９）の開口（２６）から構成される室（ヘッダー）を経
て、および渦巻き流装置（１）を経てカソード室へ仕込
まれる。電解生成物、例えば水酸化ナトリウム水溶液お
よび水素は、スロット（図示せず）、およびカソード（
１９）の開口（２７）から構成される室（ヘッダー）を
介してカソード室から取出される。

以上説明の特定例は単極型の電解槽に関する。

渦巻き流を発生させる装置が、アノード面とカソード面
を有する複数の電極を有し、そして各電極のアノード面
と次の隣接電極のカソード面との間にセパレーターを配
置することにより複数のアノード室とカソード室とに分
割された双極タイプの電解槽に組込まれうろことは了解
されよう。

ここに特定的に例示した電解槽を塩化ナトリウム水溶液
の電気分解に用℃・た。この電解槽には、イオン選択透
過性膜が備えられていたが、この膜はカルボン酸基含有
パーフルオロポリマー（旭硝子株式会社製ｒＦ１ｅｍｉ
ｏｎＪ　：商標）製であった。

３００　ｇ／！ｌの濃度の塩化す）　ＩＪウム水溶液を
電解槽のアノード室へ仕込み、２３０９／ｌの濃度の溶
液を塩素と共にアノード室から取出した。水をカソード
室へ仕込み、そして６５重量係の水酸化ナトリウム溶液
および水素をカソード室から取出した。

アノードは６５重量係のＲｕＯ２および６５重量係のＴ
ｌＯ２からなる被覆を有し、そしてニッケルカソードが
使用された。電気分解は、９０°Ｃの温度、ろ、２ボル
トの電圧および３ｋＡ／ｍ　の電流密度で実施した。電
気分解は中断なしで６ケ月間実施した。

この電気分解の間中、アノードへの銅電気接続部のそれ
ぞれに沿って均一の電圧降下が観察され、このことはア
ノード室へ溶液が均等に分配されたことを示すものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解槽に用いるための渦巻き流装置の
好ましい具体例の剰視図である。 第２図は本発明の電解槽に用いるためのアノードとそれ
に付属する一対のガスケットとの部分切欠き斜視図であ
る。 第３図−は第２図のアノードの線Ａ−Ａにおげろ部分縦
断面図である。 第４図は第２図のアノードの線Ｂ−Ｂにおける部分断面
図である。 第５図は本発明の電解槽に用いるだめのカソードとそれ
に付属する一対のガス１ケツトとの斜視図である。 第６図は本発明の電解槽の部分分解斜視図である。 第７図は第６図の電解槽の縦断面図である。 １：渦巻き流装置　　５ニアノード

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］、）　　交互に配列された複数のアノードおよびカ
   ンード； 複数のアノード室およびカソード室を形成するように各
   相隣れるアノードおよびカンードの間に配置されたセパ
   レーター；およびアノード室のそれぞれへ流路によって
   連結されている１個の電解液用ヘッダー； からなるフィルタープレス型電解槽であって、使用の際
   にヘッダーからアノード室へ向って流れる電解液中に渦
   巻き流を発生させるような形状をもつ装置を各流路に設
   けであることを特徴とする上記フィルタープレス型電解
   槽。 （２）渦巻き流を生じさせる装置は１個またはそれ以上
   の接線方向入口孔と１個の軸方向出口孔とを有する円筒
   体からなる特許請求の範囲第１項に記載の電解槽。 （３）渦巻き流を生じさせる装置は単一の接線方向入口
   孔を有する特許請求の範囲第２項に記載の電解槽。 （４）渦巻き流を生じさせる装置における入口孔および
   出口孔は管よりなる特許請求の範囲第２または３項に記
   載の電解槽。 （５）渦巻き流を生じさせる装置における円筒体の直径
   は、出口孔の直径の少なくとも３倍大きい特許請求の範
   囲第２〜４項のいずれかに、記載の電解槽。 （６）渦巻き流を生じさせる装置における円筒体の直径
   は、出口孔の直径の７倍以上大きい特許請求の範囲第２
   〜５項のいずれかに記載の電解槽。 （７）セパレーターは水圧不透過性、イオン選択透過性
   膜である特許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の
   電解槽。 （８）流路によってそれぞれのカソード室へ連結された
   一つのへラダーな有し、使用に際してそのヘッダーから
   カソード室へ流れる液体中に渦巻き流を発生させるよう
   な形状をもつ装置が各流路中に設けられている特許請求
   の範囲第１〜７項のいずれかに記載の電解槽。 （９）電解槽が複数の交互に配列されたアノード板、カ
   ソード板およびガスケットを有すること；そしてそのガ
   スケット、および場合によりアノード板、カソード板が
   電解槽の長手方向においてヘッダーとして機能する複数
   の径路を電解槽中に形成する複数の開口を有すること；
   を特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれかに記
   載の電解槽。 （１０）電解槽のアノード室へ電解液を仕込む流路は、
   ガスケットの壁あるいはアノード板の壁において流路を
   備えており、後者の流路には使用の際に渦巻き流を生じ
   させる装置が組込まれていることを特徴とする特許請求
   の範囲第９項に記載の電解槽。 （１１）電解槽のカソード室へ液体を仕込む流路は、ガ
   スケットの壁あるいはカソード板の壁にお℃・て流路を
   備えており、後者の流路には使用の際に渦巻き流を生じ
   させる装置が組込まれていることを特徴とする特許請求
   の範囲第９または１０項に記載の電解槽。