JPS6045277B2 - 電気化学反応ガス発生金属電極 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水平面上で相互に間隔をあけかつ互いに平行
にして配列されたロッドから成り、それら表面が電極の
作用面を形成しかつ１つの横断面を有し、該横断面の作
用面に対する垂直寸法は作用面に平行な寸法よりも大き
くなつている特にアマルガム電池用被覆チタン陽極に適
した電気化学反応ガス発生金属電極に関する。

基本的に陽極そして配置されたガス発生水平配列金属電
極、及びこれに対向して基本的に陰極として配置された
水平配列対向電極は、種々の規準を満たさなければなら
ない。

第１の規準は、陽極の付近に発生したガスをできるだけ
早く連れ去らねばならないことである。

Ｊこのため陽極はその水平配列面内に自由表面、すなわ
ち中断された領域等を有し、この中断領域を通じて陽極
の下面に発生したガスが上方へと逃がれるように作られ
る。これら陽極の自由表面はできるだけ大きいことが望
ましい。経験的な値として前記陽極の自由表面は、水平
面内にある陽極の幅と長さの積とした陽極の投影面の約
お％が望ましい。穴をあけた薄板、線状金属格子あるい
は同様な割れ目を設けることによつてガスの逃げる通路
を形成することは前述の目的にとつて不十分であること
がわかつた。そこで相互に間隔をあけ互いに平行に配列
したロッドを用いて陽極の作用面の表面を形成させるこ
とが考えられた。例えば長方形や三角形の外形をした角
のあるロッドを用いると、ロッドの被覆の固着が高めら
れることが判明した。

そこで第２の基準として、鋭い角のないロッド形状を用
いることが必要とされた。かかる条件を孝慮したために
、これまで円形断面のロッドを利用することは見落され
てきたのであつた。これら２つの重要な規準によつて、
さらに広範な条件が課されることになつた。

それらの条件の１つは、陽極の作用面をできるだけ陰極
の近くに配置することにあつた。陽極の作用面が陰極か
ら遠去かるにつれて電池電圧が高くなり、このため目的
の製品を得るために多量のエネルギーが必要となる。こ
のため水銀陰極を備えたアマルガム処一理法によるク的
レアルカリ電気分解の作用は、前述した製作材料を基に
したのでは十分な形状安定性が得られず、また時として
短絡を生じたりして陰極の変形やこれに伴なう関連した
陽極の変形を生じ、これによりかかる処理法では陽極付
近に高．い電流密度の重大な損傷を与える。この損傷は
概して陽極陰極間隔が３順の場合に生じ、これと共に電
流密度やその他の要素についても監視を行なう必要性が
生まれる。従つて、陰極に対して平行に続いている陽極
面の部分はできるだけ小さくな町ければならす、それと
共にガスを搬出するための自由表面はできるだけ大きく
なるように、陽極面に対して垂直な作用面の部分を延ば
さなければならない。経験によれば、陰極の上方におけ
る作用面の最も近い点と最も遠い点との間の距離は最大
（で２．０７０７７！でなければならない。この範囲内
でロッド等のはりの上方に被覆の第１ラインを設定しな
ければならない。さらに広範な他の条件として、電流陰
影内に横たわる陰極から見て陽極の作用面の部分はでき
るだけ小さくなければならない。

この結果、陽極面に垂直に続いている作用面の部分にお
いては、前述した２．０ｍの極限値に加えて円形ロッド
の半径の極限値についてもさらに考慮しなければならな
い。さらにまた被覆の消耗も実際の電流密度にかなり強
く影響されることを考慮しなければならない。

従つて、そのために所定の陰極面の電池容積゛に対して
できるだけ大きな作用面を保持することが必要となる。
いわゆる投影された陽極面が陽極の高さ及び幅方向にわ
たつて与えられる。それらは最大の態様が得られるよう
に定められかつ影響を及ぼすことは少ない。投影面は陽
極の作用面の大きさや実際の電流密度に対してわずかに
大きい。すなわちどんな場合にでも作用面に対する投影
面の比率は１以上である。従来技術における公知の金属
電極又は陽極は、前述の規準を部分的にしか満たしてい
なかつた。

公知の円形ロッドによる陽極は、前述した角のあるロッ
ドとは対照に前述した被覆の消耗を避けることはできる
が、円形ロッドには次のようは不利がある。すなわち、
陽極面に概ね垂直又は電流の先頭流れ方向に平行な方向
に横たわる陽極の作用面の部分が小さく、これに対して
電流陰影内に横たわる陰極から見て陽極の作用面のうち
全くあるいは十分に利用し尽くされない部分が比較的大
きく、それに加えて陽極の自由表面と投影面との間の割
合が発生したガスを連続して搬送するのには不十分であ
るという欠点があつた。従来技術の公知の電極又は陽極
において、長方形断面のロッドを採用し、ロッドの配列
面に垂直な方向の高さをこの面に平行な真直幅よりも大
きくした電極は、被覆の角付近が早く消耗し、電極の寿
命が短かいという欠点があることが判明した。

本発明の目的は、公知の配列よりも優れた態様で前述の
条件を満たすと共に簡単で確実に製造できる前述した形
式の電極を提供することにある。

この課題は特許請求の範囲第１項に大概念として規定し
たように、ロッドの横断面が１つの長方形を含み、該長
方形の高さは水平面に垂直方向に延伸し、横断面には少
なくとも１つのセグメントが並置され、該セグメントの
弦は前記長方形の横幅に対応し、該弦は長方形の舷側に
接続されている構成によつて達成される。ロッドの横断
面は卵形あるいは２つの対向した側面が平坦にされた円
形とすることができる。本発明によるロッドの構造は、
個々のロッドの間の距離の倍率が保証された卵形の横断
面を有し、これと共に円形ロッドの対向した陽極を連続
させて陽極の自由表面の倍率を保持し、作業中に発生し
たガスの陽極付近での追い出しを改良している。

本発明の陽極は特に比較的高い電流が作用するアマルガ
ム電池に適しており、それと共に高い電流密度にも適し
ており、増大した電流密度によつて同様に増大したガス
発生を制御することができる。本発明による配列によれ
ば、円形ロッドに対向して同時にロッドの配列面に垂直
な方向に作用面の接続部分が設けられ、さらに電流陰影
内に横たわる陰極から見て、作用面の部分が縮少してい
る。長方形断面を含むロッドを対向させて形成した本発
明のロッドの構造によると次のような利点が得られる。

すなわち、これらは従来のような角を有しないから被覆
の消耗の増大が阻止されることである。本発明の横断面
によれば、１つの長方形と２つの接続セグメントとによ
つて基本的態様が形成される。

しかしながら、横断面は１つの長方形と１つのセグメン
トとで形成することもできる。本発明の横断面は単純て
あり、円形の例えは引抜き材料又は円筒材料を基にして
作ることができる。本発明の目的にかなつた実用化はそ
の他の特許請求の範囲の記載から明らかであろう。

本発明による外形のうち特に製作が容易なものは、ロッ
ドの横断面のセグメントが弓形区画のものである。

この態様では、区形材料を単に対向する２つの側面を平
坦にするだけで作ることができる。経験によれば、本発
明による卵形外形は以下のような測定限界を有すること
が有利である。

横断面の長方形の高さＨＲは１．０ｗｎ以上、ロッドの
幅Ｓは３．００〜５．５５Ｔｒｇ！ｔ１弓形区画の半径
ｒは１。６２〜５．５５瓢である。

本発明の外形を備えた円形ロッドやロッドで前述の測定
基準を満たすには以下の表を参照されさい。

円形材料の場合： 針金半径（ｍ） １．３１４≦ｒ≦２．１５２５ロッド
幅（Ｔａ） ２．６２８≦Ｓ≦４．３０５分離幅 （瓢
） １．５≦ＳＰ≦２．２８３自由表面（％） ３３．
３３≦Ｆｆｒ≦３６．３４平面係数 １．０≦Ｆ
Ａ／Ｐ≦１．０４７卵形プロフィルの場合：針金半径（
謳） １．６２５≦ｒ≦５．５５ロッド幅（醒） ３。

０≦Ｓ≦５．５５ 分離幅 （ｍ） １．５≦ＳＰ≦３。

（自由表面（％） ３３．３３≦Ｆｆｒ≦５２．６８平
面係数 １．０≦ＦＡ／Ｐ≦１．４０８前述のこ
とから示されるように、本発明による外形は公知の電極
配列に対して、特に円形ロッドの利用と、電気分解作業
に関する所定の基準に合致した平面要素、自由表面及び
分離幅等において重要な利点が得られる。

以下本発明を添付図面の実施例を参照しながら説明する
。

第１図に示すように、本発明の金属電極は、水平面上で
相互に間隔をあけかつ互いに平行に配列されたロッド１
から成つている。これらのロッド１には電流案内レール
２が機械的及び電気的に接続され、案内レール２は間隔
をあけかつ互いに平行でロッドの上側に垂直にして配列
されている。電流案内レール２は直接又は十字レール３
を介して電流案内ボルト４に対し主として電気的に接続
され、かつ必要に応じて機械的に接続される。ロッド１
の横断面と水平配列面内におけるその配置とは第２図に
最もよく示されている。

ロッド１の横断面は１つの長方形１ａを含み、その高さ
ＨＲはロッドの配列面に対し垂直方向に延伸し、さらに
２つのセグメント１ｂが並置され、その弦は長方形の幅
に対応し、各弦は長方形１ａのそれぞれの舷側に接続さ
れている。セグメント１ｂは半径ｒの弓形区画に作られ
ていることが望ましい。さらに第２図には、ロッドの幅
Ｓと分離幅ＳＰとが交互に配置されて示されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属電極の斜視図、第２図は電極
の横断面を表わす部分斜視図てある。 １・・・・・・ロッド、１ａ・・・・・・長方形、１ｂ
・・・・セグメント、２・・・・・・電流案内レール、
ＨＲ・・・・・・高さ、Ｓ・・・・・・幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平面上で相互に間隔をあけかつ互いに平行にして
   配列されたロッドから成り、それら表面が電極の作用面
   を形成しかつ１つの横断面を有し、該横断面の作用面に
   対する垂直寸法は作用面に平行な寸法よりも大きくなつ
   ている特にアマルガム電池用被覆チタン陽極に適した電
   気化学反応ガス発生金属電極であつて、該ロッド１の横
   断面は１つの長方形１ａを含み、該長方形の高さｈ＿Ｒ
   は前記水平面に垂直方向に延伸し、横断面には少なくと
   も１つのセグメント１ｂが並置され、該セグメントの弦
   は前記長方形１ａの横幅に対向し、該弦な長方形１ａの
   舷側に接続されていることを特徴とする電気化学反応ガ
   ス発生金属電極。 ２ セグメント１ｂは弓形区画である特許請求の範囲第
   １項記載の金属電極。 ３ 前記長方形の高さｈ＿Ｒは少なくとも１．０ｍｍ以
   上である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の金属電
   極。 ４ 前記ロッドの幅Ｓは３．０〜５．５５ｍｍである特
   許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の金属
   電極。 ５ 前記弓形区画の半径には１．６２〜５．５５ｍｍで
   ある特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載
   の金属電極。