JPS61502620A - 単極又は２極フイルタ−プレス型電気化学槽ユニツト用の一体の電流伝送要素の製造方法 - 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】 単極又は２極フイルタープレス型篭気化学槽ユニツト用の一体の電流伝送要素の 製造方法本発明はフィルタープレス型電解槽系列と通常名付けられている構成に 配列された″２極゛電極型の電解槽系列の反復式ユニット類の１個用電解槽ユニ ットの製造方法に関する。驚くべきことには、本発明は実質上同一の電解槽ユニ ットを“単極゛電解槽の反復式ユニット類の１つに使用する方法にも関するもの である。フィルタープレス型構成に配列した単極電解槽は当業者に良く知られて いるものである。良く知られていないのは、２碌又は単極電解槽構成のいずれか に流体不浸透性構造体要素、即ち電流伝送要素を使いこなすことである。単極又 は２極電解槽配列で使用される電極に本質的に必要とされている相異なる電流伝 送特性のために、これは篤くべきことである。

この２極電解槽構造物は隣接電解槽を物理的に分離する流体不浸透性構造体から 距離をおいて平面状の、実買上平行な、多孔質電極、即ち金属陽極及び陰極を取 付ける際に、該電極間に配置される実質上水不浸透性の、平らなイオン交換膜を 使用する電解槽に関する。このよう化ナトリウム水溶液の電解に１．有用である 。この電解槽構造物は、水酸化カリウム、ヨード、臭素、臭素酸、過硫酸、塩素 酸、アジポニトニル及び電解により製造されるその他の有機化合物のような生成 物を製造するための他の溶液の電解にも使用することができる。

本発明の電流伝送要素を使用する、電解槽ユニットの製造コストが低減し、それ らを組立てるのに必要な労力を軽減させ、その製蓬を単純化し、電解槽ユニット 部品のゆがみを大巾に減少させ、そして従来技術の２極フイルタープレス型電解 槽よりもずっと頑丈な電解槽構造体を与える。

電解槽ユニット部品のゆがみの減少によシ、電解槽はよシ効率的に、即ち単位電 力当シよシ多くの単位の電解生成物を製造するように、操業するができる。ゆが みの減少のため各々の電解槽の電極間の間隙幅の設計値からの偏シが少なくなる 。電極の面と面との間に均一な電流密度分布をもたせるために、理想的にはこの 間隙幅は陽極と陰極との間ですべて同じである。とシわけ、構造上のゆがみはこ の間隙に偏シを生せしめ、陽極の若干の部分が陰極の若干の部分が他の部分よシ も接近する。これらの場所では電気抵抗が小さく、電流は大きく、そのため電気 的加熱が大きい。多くの場合、この電気的加熱はこれらの場所の膜に損傷を与え るに十分なほどである。

許容し得ない高電流密度と高度加熱を受けるこれらの場所を、ここでは“ホット スポット１と呼ぶ。

これらのホットスポットを避けるためには、従来技術ではそれぞれの電解槽の陽 極と陰極との間の所望の間隙幅よシ本大きい幅で電解槽構造体を設計しなければ ならなかった。これらはもちろん電解槽の操業電圧を上昇させ且つ電解槽の操業 効率を低下させる。設計及び組立ての複雑性はこれらｖＬ電解槽別の欠点である 。

２１−電解槽系列の終端電解槽とも使用される構造物以外は系列中の中間ｒｌ解 槽用構造物は圧果されている同一の電解槽構造ユニットである。電気化学槽系列 で使用されているか＼る電解槽の例は米国特許第４１１１Ｌ７７９号；４０１７ 、３７５号；夷３６夷８１５号；夷１１Ｌ７７９号；４１１へ２３６号；４、０ １７．３７５号：３９６Ｑ６９８号；３８５Ｑ１９７号；３７５２，７５７号； ４．１９４，６７０号：３７８ａ９６６号；３８８４．７８１号；４，１３７， １４４号及び第３９６Ｑ６９９号に開示されている。

単極電解槽は系列中の電解槽の各陽極及び各陰極が、それぞれ並列に、セして２ 極電解槽の場合の様に電気的に直列で無く、電気的に接続されていることが先ず ２伊電解槽と異なっている。すなわち、典型的な単極電解槽系列では、各電解槽 の陽極は、電解槽の他の陽極のそれぞれと同様に、その電解槽の周囲構造体を介 して同一の陽電気エネルギー供給源に電気的に接続されており、それで各陽極は 実質上同一の絶対（１Ｍ、圧）電位にある。同様に各単極電解槽の陰極は系列中 の他電解槽陰極のそれぞれと同じくその電解槽の周囲構造物を介して同一の陰電 気エネルギー供給源に接続されており、それで単極電解槽系列中の各陰極は実質 上同一の絶対（電圧）電位にある。従って、単極配列の電解槽は物理的に向い合 わせの系列構成に配列されているにも拘らず、電気的に並列配列に接続された等 しい電極を有している。単極電解槽組立体はスタック又はシリーズと呼ばれるこ ともある。２組又はそれ以上の単極電解槽組立体は電気的に直列に接続できる。

逆に、２極電解槽系列の電極は、並列電気配列の代りに、直列電気配列に接続さ れる。２極電解槽系列では、陽の電流搬送導線は２極電解槽系列の２個の終端電 解槽のうちの１個の陽極にだけ接続され、陰の電流搬送導線は２極電解槽系列の 反対側の端にある他方の終端電解槽の陰極に取付ける。大直流（ＩＩＬ圧）電位 が電源から導線に印加されて、２極電解槽系列の電解槽から電解槽へと電流が流 れる。

２組又はそれ以上の２極電解槽系列は並列に電気的に接続できる。

この相異なる電気的接続配列が単極電解槽系列を他の点でも２相電解槽系列から 異なるものとさせている。例えば単極電解槽系列の内部にある単極陽極ユニット はそれに隣接する２個の電解槽に対して陽極としてはたらく。

同様に内側の電解槽単極陰極はそれに隣接する２個の電解槽に対して陰極として 役立つ。

フィルタープレス型系列の電解槽で使用される単極電極についての更なる記述は 米国特許第４０！Ｍ％４５８号及び第４３１５８１０号中に示されている。この 特許はいずれも単極電解槽ユニットを支持するだめのある種類の構造体の使用を 教示しており、そして電解槽外にある′ｄＬ源から電解槽内に配置された単極電 極要素に電気を分配するのに他の構造体（複数個の導体棒〔ロンド又はバー〕） の使用を教示する。これらの両特許を検討することから、多くの部品及び多くの 接続（点）を必要とする単極電解槽系列のそれ以外の複雑さが認められる。

本発明はより更に簡単で、より頑丈で、そしてしかも製造及び使用上経所的な単 極電解槽系列の構成を可能とする。

本発明はフィルタープレス型ｍ解槽系列に反復式ユニットして使用する電解槽ユ ニットの製造及び組立に関する。か＼るｔ解槽ユニットには、電流伝送要素（以 後、ＥＣＴＥと称する）があり、ＥＣＴｌははソ平らな支持部分、支持部分の向 合った面から伸びる複数個の突起、該支持部分の周辺縁の周シに伸びるフレーム 状のフランジ部分がある。このＥＣＴＥは単極及び２極電解槽ユニツトのいずれ でも有用である。これはプライン（かん水）電気分解及び他の電気化学的プロセ スで有用である。単極又は２極電解槽ユニツトで基本的構成ブロックとして一体 的に形成した電流伝送要素を使用することが発明の第一の目的である。

本発明は特にフィルタープレス型の電気化学槽系列の２つの端部種間に配した複 数の反復する槽ユニットの１つの主要構成部品として有用な電流伝送要素の製造 法であって、該方法が電気伝導性金属からモールド中で電流伝送要素を成形する 工程からなり、核型は、該伝送要素が平らな支持部分、支持部分の対向する側部 に位置する電極区画室の周囲境界を形成している支持部分の周囲端部分のまわシ にのびている枠状のフランジ部分、及び支持部分の対向する側部から外方向に突 出している突起を有し、該伝送要素が一体成形したワンピース構造要素からなる ような形の内部形状を有するものであシ、該伝送要素は単極及び２極槽ユニツト 中で使用するに適しておシ、該伝送要素の支持部分又はフランジ部分上に付与さ れた少なくとも１の電流伝導コンダクタ用の取付は手段を有しており、該取付は 手段は２極槽系列の端部槽ユニツト用に専属的に用いられるか又は単極槽系列の 槽ユニットの各々用に用いられることを特徴とする電流伝送要素の製造法にある 。

単一のＥＣＴＥの好ましい一体的形成方法は溶融金属、好ましくは鉄系金属の砂 型鋳造によるものである。単一のＥＣＴＥの他の一体的形成方法にはグイ鋳物、 粉末冶金圧縮及び焼結、熱間均衡圧縮、熱間鍛造及び冷間鍛造がある。

更に単一の、又は−片化したＥＣＴＥをインサート、チル及び中子を利用して一 体的に形成することは本発明の範囲に属する。事実、特定の金属のチルの特定さ れた配置はよシ均一な鋳物を製造するだけでなく、同時により良い電気伝導性を 持つＥＣＴＥをつくり出す。そうすると、これらのチルは勿論、次にインサート に変わる。

定義をはつきりさせておくと、ここでは、金属構造体形成でのチル、インサート 及び中子の意味をこ＼では当業者が一般的に使用しているこれらの用語と同じで あるものとしておく。それらの主たる目的はモールド（鋳型）中の特定の場所の 溶融金属の冷却速度を調節することである。溶融金属の冷却を調節することに依 り金属収縮がより正確に調節され、それで不完今度及び欠陥を減少させることで 部品々買を向上させるができる。チルは鋳物の一体部品となることもならぬこと もあり、そしである場合にはインサーと同様な作用をすることもある。

インサートはモールド中に置かれて、鋳物の機能の一助を果す：部品の形成に役 立つ；又は仕上物品の機能部品となるものである。それら（インサート）は形成 完了後も程度は変るがその同一性を保している。他の適切な材料も使用し得るが 、インサートは通常金属製である。

ある場合にはインサートはチルの役をすることがある。

中子はモールド中に置かれ、鋳物の望ましからざる領域から金属を無くする役目 をするものである。中子は望ましからざる金属を無くする様にモールドを形成す ることが非実用的であるか又は不可能な鋳型で使用される。

典型的な例は鋳造金属物体の内部空洞をつくり出すのに使用される中子である。

ある場合には中子はチルとしても働らく。

インサートに変ってＥＣＴＥの電気伝導度を向上させる特に有用なチルは平らな 支持部分に対して横方向にそして突起に合体する様に配置される。好ましいイン サート又はチルはＥＣＴＥＯ主成分金属がその周囲に形成される固体金属製であ る。好寸しくけその周囲に形成される砂モールド中の溶融状態での＠造によって 成形される。

中子は単極電解槽ユニットのＥＣＴＥの平らな支持部分をずっと貫通して循ｆｆ １ｔ−良くする開口を形成するのにも使用できる。か＼る中子はＥＣＴＥが少な くとも１１固の内張シ又は平皿をその側壁の一つに隣接２極液室（区画）からの 陽極液又は陰極液の混合を防ぐために有している限りは、２極電解槽ユニツトで は顕著な特長のあるものでは無い。

電解槽ユニットの組立方法には更に、ＥＣＴＥの一方又は両側面にＥＣＴＥの金 属をそれと共に使用されると考えられる電解質による腐食から保護するために適 切な内張Ｄｔ−はめ合わせることが含まれる。

電解槽ユニットの組立方法には好ましくは更に、それ自身直接的又は間接的に中 間層金属ウェファ−又はクーポンを介してＥＣＴＥに溶接されている内張りにこ れらの電極構成部品を溶接することに依り、平面的に配置された電極構造部品を ＥＣＴＥのそれぞれの側に間接的に、電気的及び機械的に取付けることが含まれ る。これら電極構成部品は電極自身とも成シ得るし、又は実際の電極自身に更に 電気を伝導するための電気伝導性部材であっても良い。通常、電極は触媒的に活 性な物質をその上に沈着させている。

電解槽ユニットが一つ宛製作されて後、それらを液圧プレス、ボルト、固定棒等 を用いて一緒に圧縮合体させてフィルタープレス型戒解槽に次に形成する。

本発明は新規開発固体高分子電解質電極と使用するのに適している。固体高分子 電解質電極はその中に填込んだか又はイオン交換膜に結合させた電気伝導性物質 を有するイオン交換膜である。か＼る電極は当業者に良く知られておシ、そして 例えば米国特許第４４５７；８１５号及び第４４５７．８２３号に開示されてい る。

更に本発明は無間隔（ゼロギャップ）電解槽としての使用に適している。無闇１ ！ｉ！電解槽は少なくとも一方の電極がイオン交換膜と物理的に接触しているも のである。

場合によっては両方の電極がイオン交換膜と物理接触しても良い。か＼る電極は 米国特許第４４４４６３９；４４５７、８２２　：及び４４４ａ６６２号に開示 されている。

使用できる電極構成部品は好ましくは多孔質構造物で、実質上平坦でありシート 又は膨張多孔板、打抜き板又は編んだ全域ワイヤ製となり得る。場合によっては 電極構成部品は電極と接触している来電装置であっても良い。

＊極は場合によっては触媒的に活性な被覆をその表面に有しても良い。電極構成 部品は突起又は内張りを使用す的接触をよシ良くするために電極構成部品を溶接 する。

本発明と共に使用できるその他の電極構成部品には来電装置、スペーサ、マツト レス及び当業者に知られたその他の要素がある。無間隙構成又は固体高分子電解 質膜用の特別要素又は組立体を使用し得る。また本発明の電気分解ユニットはガ ス消費電極、場合によっては減極化電極と呼ばれる、と組合わせて使用するため のガス室用の構造であっても良い。ガス室は液体電解質室以外に必要である。本 発明で使用できるさまざまの電極構成部品は当業者に良く知られたものであり、 又例えば米国特許第４４４４，６２３　：４，３５Ｑ４５２　；及び４．４４４ ６４１号に開示されている。

本発明をより良く理解するためにはその単極及び２極態様を以下の様にそれぞれ 説明することによるのが良いであろう。

２極電解槽の形成に用いられる改良された電解槽ユニットを製造し組立てるには 、アルカリ金属塩化物Ｃブライン）、例えば塩化す）　ＩＪウム、を゛ζ気分解 してそれぞれのアルカリ金属塩素酸塩、例えば塩素酸ナトリウムを製造する時に セパレータを使用しない塩素酸塩電解槽以外は、セパレータ例えば実質上水不浸 透性イオン交換膜又は水浸透性多孔質アスベスト隔膜によって電解槽ユニットを 隣接電解槽ユニットから分離する。本発明は陽極と陰極との間にセパレータを使 用しない電解槽ユニットにも利用し得るが、膜が通過できることを示すために選 択透過性イオン交換膜を使用する電解槽ユニットに関して主として説明する。膜 を各電解槽ユニット間に密封的に配置して複数個の１１Ｌ解槽を形成する。該電 解槽ユニットのそれぞれは好ましくはであって必要上では無いが、各電解槽ユニ ットでの陽極液室の形をきめ陰極液室から分離している少なくとも１枚の平面状 に配置された膜を有する。電解槽ユニットにはＥＣＴＥがあり、これはＥＣＴＥ の一方の側に配置された電解槽ユニットの陽極液区画室をＥＣＴＥの反対側にあ る隣接電解槽ユニットの陰極液区画室から物理的に分離している。ＥＣＴＥはそ の隣接陽極液区画室にある平面状に配置した多孔質“平坦板１陽極構成部品とそ の隣接陰極液区画室にある平面状に配置した多孔質１平坦板゛陰極構成部品を有 する。両電極構成部品面はその間に平面状に配置した膜及びＥＣＴＥに実買上平 行である。ＥＣＴＥはそれを介して隣接陰極液区画室の陰極構成部品に電気的に 接続された、隣接陽極液区画室の陽極構成部品を有する。

ＥＣＴＥに隣接する陽極液及び陰極液区画室はその周囲を囲みその物理的形状を 補完している構造物を有する。

この電解槽ユニットはそれに付属する、ＥＣＴＥを通るその隣接陰極液区画室か らその隣接陽極液区画室への電流通路提供用の電流導体もぎする。この電解槽ユ ニットにはＥＣＴＥに隣接する２個の電解槽の陽極と陰極とをＥＣＴＥから予め 定められた距離に保持するための構成部品スタンド・オフ部部材がある。

本発明は鋳造可能な金属をＥＣＴＥの部品として使用し、これが電気をＥＣＴＥ を通して陰極液区画室から隣接陽極液区画室に伝える。好ましくはこの金属は延 性のある鉄である。

電解液を満たしている時に隣接する電解液区画室を物理的に支持し並びに付属す る電解槽付属品を支持する構造的強度を与える様にＥＣＴＥは形成されている。

陽極構成部品スタンド・オフ部材及びＥＣＴＥの陽極液側のＥＣＴＥに配置され ている電気導体のその部分は、ＥＣＴＥの支持部分から支持部分に隣接する陽極 液区画室中へと外側に所定距離突出た多数の陽極突起と組合される。これらの陽 極突起は、陽極構成部品と陽極突起との間に隣接する様に配置されている少なく とも１種の相容性金属中間層を介して、直接的又は間接的に該陽極構成部品に機 械的及び電気的に接続できる。好ましくはこれらの陽極突起はすべて、同一幾何 学的平面に存在する、平坦な末端面を有する。

陰極構成部品スタンド・オフ部材及び平らな支持部分の陰極液側に配置された電 流導体のその部分は、支持部分に隣接する陰極液区画室中へ支持部分から外側に 所定距離突出た多数の陰極突起と結合される。これらの陰極突起は、陰極液室と 陰極突起との間に隣接する様に配置されている少なくとも１種の溶接的相溶性の 金属中間層を介して間接的又は直接的に機械的及び電気的に接続できる。好まし くは陰極突起はすべて平坦な端面を有し、これは好ましくは同−幾何学的平面上 にある。

本発明は好ましくは更に、陽極液が他の占有されていない隣接陽極液室の全体を 自由に循環しうるように間隔をおいて陽極突起を配置して成り、そして同様に陰 極液が他の占有されていない隣接陰極液室の全体を自由に循環しうるように間隔 をおいて陰極突起を配置して成る。

好ましくは単一のＥＣＴＥの材質は鉄系金属例えば鉄、鋼、ステンレス鋼から、 又はニッケル、アルミニウム、銅、クロム、マグネシウム、タンタル、カドミウ ム、ジルコニウム、鉛、亜鉛、バナジウム、タングステン、イリジウム、ロジウ ム、コバルト、それぞれの合金、およびそれらの合金類からえらばれる。よシ好 ましくはＥＣＴＥの金属は主成分が鉄である鉄系金属から選ばれる。

本発明に含めることの好ましい更なる要素は、陽極液室の腐食性環境にさらされ るＥＣＴ’Ｅの陽極液区画室側の表面に施す金属シート製の陽極液側の内張りで ある。

好ましくは、この陽極液側の内張シ金属は陽極液区画室の環境による腐食に対し て実質的に耐性であシ、陽極側突起の上および周りに密着するように形成された キャップを有し、この内張りはＥＣＴＥの陽極突起の平坦端に接続されている。

好ましくは、本発明はこの内張りを間隔をおいた陽極突起のまわりにこれらの突 起間の空間にある平らな支持部分に向けて押し込んで成るものである。これによ って内張すしたＫＣＴＢと隣接陽極室の膜との間を陽極液が自由に循環しうるよ うになる。この内張りは陽極液と接触する境界として陽極室に隣接するＥＣＴＥ 面を置換することに留意されたい。

この金属内張りは溶接、ハンダ付、ろう付又はフィルム形成により、突起と内張 シとの間に配置した金属中間層を介して陽極突起に接合される。この金属中間層 の金属は陽極液側内張りの金属の金属およびＥＣＴＥをつくる金属の双方に浴接 的に相容性のあるものである。すなわち双方の金属に対して溶接的に適合性があ って溶接時にそれらと良好な固相溶液を形成する溶接点を形成しうるものである 。Ｉｓ極極液側内クシチタン、タンタル、ニオブ、ニオブ合金、ハフニウム、ジ ルコニウム、およびその合金又はそれらの合金からえらばれた余端材料で作られ る。

それらの金属が浴接的に相容性がない場合に、ＥＣＴＥに陽極液側内張りを接合 する別の方法は金属中間層を使用せず、陽極液側内張りを陽極突起に爆着又は拡 散接合によって接着することである。

殆んどの場合に、陽極液側金属内張りはＥＣＴＥの陽極液区画室周辺フレーム状 部分の横方向の面の上を伸びていて、電解槽セグメントを一緒に絞って電解槽系 列を作る際に膜用のシール面を作るシール面を作るのが望ましい。

はとんどの場合に、陽極液側内張シは陽極突起の端部においてＥＣＴＨに接続す るのが望ましい。然し本発明はこれらの突起の９１１１面への内張りの接続も、 そしてこれらの突起間の平らな支持部分への内張りの接続さえも含む。然しなが ら、好ましくは陽極液側の内張シは中間金属クーポンもしくはウェファ−を介し て陽極突起の端部に浴接される。

陰極液側内張りは通常、陽極液側内張りよシも必要性が少ない。然しなから、高 ｔＡ度苛性陰極液室のように陰極液側に内張シを必要とする場合もらる。従って 本発明は瞬接電解槽の陰極液室に露出されるＥＣＴＥ面の上に金属ノート製の陰 極液側内張りを施す場合も含む。好ましくは陰極液側内張）はニッケル製である 。プラスチックを介して陰極突起に陰極構成部品を電気的に接続する準備がなさ れているある種の場合にはプラスチック内張りを使用することができる。プラス チック内張りと金属内張りとの組合せを使用することもできる。同じことは陽極 液側の内張りについてもいえる。

陰極液側内張りは陰極突起間の空間に平らな支持部分に向けて間隔をおいた陰極 突起のまわりに十分に押し込めて、内張りをしたＥＣＴＥと隣接陰極液室の膜と の間を陰極液が自由に循環しうるようにする。この内張りは陰極液室に隣接する ＥＣＴＥ面を陰極液に接触する１つの境界として置き換えることに注目されたい 。

陽極液側内張シとは異な夛、陰極液側内張シは、陰極突起と内張シとの間に金属 中間層を介在させることなしに、直接によって陰極突起に直接に接続させるのが 好ましい。然し金属中間層を使用することもできる。その場合には金属中間層は 陰極液側内張りの金属とＥＣＴＥを構成する金属の双方Ｋｍ接的に適合するもの でなければならない。陰極液側内張シの金属は鉄系金属、ニッケル、クロム、マ グネシウム、タンタル、カドミウム、ジルコニウム、鉛、亜鉛、バナジウム、タ ングステン、イリジウム、コバルト、それぞれの合金又はその合金から選ばれる 多くの場合に、ＥＣＴＥの金属、陰極液側内張シの金属、および隣接電解槽陰極 の金属はすべて鉄系金属からえらぶのが望ましい。

ある場合には、陰極突起と隣接陰極液側内張りとの間に金属中間層を介在させて 陰極突起に接合させるのが好ましい。この金属中間層Ｆｉ隣極液側内張りの取付 けで述べたものと同様なものである。然しなから、はとんどの場合に、陰極液側 内張）の金属は金属中間層の必要なしにＥＣＴＥに直接溶接することができる。

陰極液側内張りは陰極突起の端部の上および周りに密着するように形成され、Ｅ ＣＴＥと陰礪室との間に電気的接続が与えられるように突起に対して内張りの一 面上に直接溶接される。陰極自体は陰極側内張りの反対の面に直接溶接される。

陽極液側の内張シと同様に、陰極液側内張りも陰極液室の周囲フランジ部分の横 方向の面の上を伸びて、電解槽セグメントが一緒に絞られて電解槽系列を形成す る際に膜用のシール面を形成するのが好ましい。

はとんどの場合、陰極液側内張りは陰極突起の端部においてＥＣＴＥに接続する のが望ましい。然し本発明は内張りを突起間の支持部分に接続する場合も含む。

本発明はフィルタープレス配列（構成）に組立てる単極電解槽用の電解槽ユニッ トの製作及び組立て方法でもある。

単極￥４を屏槽用のＥＣＴＥ、は、各単極ＥＣＴＥはそれを外部電源に電気的に 接続するだめの部材もある以外は、２極電解槽ユニツトについて上述したものと 同一である。

これらの部材は別個の要素として加えても良いし、又はそれと一体的に形成して も良い。さもなければ、単極ＥＣＴＥは２極ＥＣＴＥと同一の物理的外観を有し ても良く、そして同一の金属からつくられる。それは同一の方法で単一鋳造によ り、支持部分、周囲フランジ、及び支持部分の向い合う側にある電極構成部品突 起の一体ユニットもつくれる。

勿論、２極を解槽ユニットとは対照的に、単極電解槽ユニットでは、支持部分の 向い合う側にある突起はすべて同じ種類、即ち向い合う側にある突起はすべて陽 極又はすべて陰極突起である。従って２極電解槽ユニツトの場合の様に、−面に 陽極突起がそして他面に陰極突起がある様にはならぬ。単極電解槽系列用終端電 解槽は電極構成部品の必要な単一の側壁を有する電解槽ユニットである。

単極電解槽ユニットの単一電気極性はＥＣＴＥの両側に配置され九電解液室に同 じ種類となる力も及ぼす；即ちこれらの隣接室（区画）は両方とも陽極液室とな るか又はそれらは両方とも陰極液室となるかである。

ＥＣＴＥは電解槽重量を支持する構造上の安全度を備える様に形成されている。

それは又、相対する２電極構成部品を若しもそれが陽極として電気的に接続され ていれば、又はそれが陰極として電気的に接続されていればその反対に、電気的 に接続する電流々路を備えている。

２極電極電解槽ユニツトについて述べた内張υは単極電極電解槽ユニットについ てのものと大半同一である。

外観も似ておシ、そしてＥＣＴＥを電気化学的攻撃から保護する同一の機能を果 す。

勿論、各ＥＣＴＥがその側面の一つに陽極液側内張りを、そして他側面に陰極液 側内張りを有していた上述の２極陽極液側及び陰極液側内張りとは異なって、単 極ＥＣＴＥが陽極としてか又は陰極として使用されるに従って単極Ｆ：、ＣＴＥ はその側面のいずれにも陽極液側内張シか陰極液側内張りかを有する。約８５℃ 以下の温度で陰極液濃度が約２２％以下の場合には陰極液側内張りを有する必要 はないであろう。これらの単極陽極液及び陰極液側内張りは２極電解槽ユニツト について上述されたものと同一の材料と同一の方法でつくられる。単極陽極液及 び陰極液側内張りはそれらに対応する２極陽極液及び陰極液側内張りについて上 述した方法で単極ＥＣＴＥにも取付ける。

単極電極構成部品は上述の２極電極電解槽について述べたものと似ており、同一 の方法で取付ける。２極醒極構成部品と同じく、単極電極構成部品は電極自身で ある心安は無く、電極は電気化学的反応が開始される場所として定義される。電 極構成部品はそれ自身陽極にそして陰極から電気を伝導する部材となり得る。

ノズルは好ましくはチタン又はニッケルの鋳物で周囲フレーム状フランジ部分の 径路又はノツチにはまる形状である。

２極電解槽は陽極液及び陰極液ノズルを使用し、一方単極１を群槽はその一方又 は他方を用いる。

本発明は好ましい具体例を示す添付図面を参照することによって更によく理解し うる。これらの図面において、同じ数字の符号は種々の図において同様の部品を 表わす。

第１図は２極電流伝送要素の１個の２極電極型フイルタープレス型槽ユニツトを 形成する付属部品と共に示す部分破断透視図である。

＠２図は電流伝送要素を使用する３個のフィルタープレス型槽ユニットの横断側 面図である。槽ユニツト群はそれらがフィルタープレス槽系列で現われるように 示しである。

第３図は電解槽ユニットの分解横断側面図である。

第４図は一体の単極電流伝送要素の、電解槽系列の１個の単極陽極型フィルター プレス電解槽ユニットを形成する付属部品と共に示す部分破断透視図である。

第５図は第２図の３個の２１Ｊ！［群槽ユニットを示したのと同一の方法で表わ した、即ち２個の同一の単極陰極電解槽ユニットの闇にはめた１個の単極陽極電 解槽ユニットをフィルタープレス配列で示している横断側面図である。

第６図は本発明の方法に従って製作した単極陰極電解槽ユニットを形成するのに 使用されるｔ群槽ユニットの分解、横ｆｆｒ側面図である、該横断図は第８図の 線６−６にそってとったものであり、第８図の−６−６にそってとった想像上の 横断切開面と実際に接触する部品のみを示してあり、通常は横断面で示されてい る想像上の横断切開面の後にある他の部品を示して前述の部品を不明確にするの を避けている。

第７図は本発明の方法に従って製作した要素を用いる単極陰極電解槽ユニットの 破断正面図である。

第８図は本発明の方法に従って製作した要素を用いる単極陽極電解槽ユニットの 破断正面図である。

第９図は本発明の方法に従って製作した単極陰極電解槽の形成に使用する′！を 群槽構造体の分解、横断側面図であシ、該横断図は図７の線９−９に溢ってとっ た想像上の横断切開面に実際接触する部品だけを示してあシ、通常は横断図に示 しである想像上の横断切開面の後にある他の部品を示して前述の部品を不明確に するのを避けている。

第１図、第２図および第３図を参照する、′平板″２極電極型、フィルタープレ ス型電群槽ユニツ）　（１０）が本発明の方法に従って製作した電流伝送要素（ ＥＣＴＥ）（１２）の好ましい具体例を使用するものとして示されている。好ま しい具体例において、ＥＣＴＥ（１２）は鋳造延性鉄で作られている。このもの は固体の平らな支持部分（１４）、この支持部分（１４）の周囲の両面から横方 向に伸びる周囲フランジ（１６）　、突出し間隔をおいて配置されている陽極突 起（１８）、および突出し間隔をおいて配置されている陰極突起（２０）を備え ている。

これらの部品のすべてを一体として１つの要素に鋳造することによって、多くの 問題が同時に消滅もしくは非常に減少する。たとえば、ゆがみの問題の大部分、 流体洩れの問題、電流分布不良の問題、および大量生産ベースでの槽構成の複雑 性は非常に軽減される。槽設計のこの単純性は、信頼性の遥かに高い且つ建設コ ストの遥かに経済的なＥＣＴＥの建設を可能にする。

隣接槽の陰極液区画室（２２）はＥＣＴＥ（１２）の右側にみえる。ＥＣＴＥ（ １２）の左側には第２の隣接槽の陰極液区画室（２４）がみえる。すなわち、Ｅ ＣＴＥ（１２）は１つの槽を他の槽から分離する。この徨の槽における１つの非 常に重要な特徴は１つの槽から他の槽へ電気をできるだけ安く得ることである。

ＥＣＴＥ（１２）の陽極液区画室の側に、２枚以上のシートからつくることもで きるが、好ましくはチタンの単一シートから作った液体不浸透性の内張、９（２ ６）がある。

この内張り（２６）は陽極液区画室側のＥＣＴＥ（１２）の表面の上に且つこれ に実質的に対向して適合するようにプレスによって熱形成される。これはＫＣＴ Ｆ（１２）の延性鉄を陽極液区画室（２２）の腐食性環境から保護するために行 なわれる。内張り（２６）はまた陽極液区画室（２２）の左側の境界をも形成し 、そしてイオン交換膜（２７）が（第３図に示すように）右側の境界を形成する 。

ＥＣＴＥ（１２）は、その周囲構造物がフランジ部分（１６）を形成するように 鋳造される。このフランジ部分は陽極液室（２２）の周囲境界用支持体として役 立つのみならず、陰極液室（２４）の周囲境界用支持体としても役立つ。好まし くは、チタン内張ｊり（２６）をそれに応力なしで形成させて、原子状水素が迅 速に攻撃して脆い、電気的に非伝導性の水素化チタンを形成することのできない 内張シを与える。原子状水素が応力を受けたチタンをよシ迅速に攻撃することは 知られている。内張シにこのような応力を及ぼすのを回避することは、４８２〜 ７０４℃（９００？〜１３００″Ｆｌ高温にあるプレス中で内張シを熱形成させ ることによって達成される。内張シ金属とプレスの双方がこの高温に加熱されて から内張シを所望の形状にプレスする。次いで内張りを加熱プレス中で約１５分 間保持して室温まで冷却する際の応力の形成を防ぐ。内張りの形成に使用される 他の方法には真空、油圧、爆発、冷間形成及びその他の当業者に知られた方法が ある。

チタン内張５（２６）は抵抗又はコンデンサ放１ＪＬ浴接によって延性鉄ＥＣＴ Ｅ（１２）に接続される。これはバナジウムウェファ−（３０）及び自身かバナ ジウムウェファ−（３０）に溶接されているチタンウェファ−ｒ：ｎ）ｔ−介し て円錐形の固体陽極突起（１８）の平らな端部に内張シＣ２６）を溶接すること によって間接的に達成される。バナジウムはそれ自体溶接性の、且つチタンと鋼 の双方に溶接的に適合する金属である。溶接的に適合するとは、元弁に機械的強 度と電気伝導性の接合が形成されることを言う。これはしばしば２８［以上の金 属を溶接合体させて廷性固体溶液を形成することによって達成されるチタンと鉄 は相互に溶接的に適合しないが、両者はバナジウムによりｓ接的に適合する。そ れ故、バナジウムウニ７アー（３０）を鉄製の陽極突起（１８）とチタン内張シ との間の中間金属として使用して、これらの金属の溶接を達成し、内張り（２６ ）とＥＣＴＥ（１２）との間の電気的接続を形成させ、且つ内張ｊ９　（２６） を支持するＥＣＴＥ（１２）の機械的支持手段を形成させる。薄いチタン内張シ （２６）をより良く鉄製陽極突起（１８）に溶接するにはチタン製の第２ウェフ ァ−（３１）を、内張ｊ７　（２６）をＥＣＴＥ（１２）の陽極突起に溶接する 前に、バナジウムウェファ−（３０）の外側に溶接する。

ＥＣＴＥ（１２）に対する陽極液側内張、９　（２６）の好ましい適合は第２図 かられかる。内張り（２６）はこれにプレスした刻み目もしくは中空キャップ（ ３２）をもつ。これらのキャップは切頭円錐形であり、陽極突起（１８）のよう な固体ではなくて中空体である。これらのキャップ（３２）はそれらが陽極突起 （１８）の上およびまわシに適合するような大きさと間隔をもっている。これら のキャップの沈みの深さは、チタンウェファ−（３１）及びバナジウムウェファ −（３０）がｒ４極突起（１８）の平らな端部（２８）に溶接されるとき、中ヤ ップの内部端（３４）がチタンウェファ−（３１）に接近するような閑さである 。突起およびキャップの形状はＭ’Ｓではない。それらは正方形または他の任意 の形状でありうる。然しそれらの端部（２８）はすべて平らであるべきであり、 且つすべては好ましくは同一の仮想幾何学平面に存在すべきである。事実これら の陽極突起は陽極液区画室（３１）中の陽極液とガスの循環を導くように形状化 され配置される。陽極液側内張り（２６）は介在する溶接的に適合するバナジウ ムウニ７アー（３０）及びチタンウェファ−（３１）を介してキャップ（３２） の内部端（３４）において陽極突起（１８）接される。

陽極構成部品（３６）は膨張金属、打抜板、金属片またはチタン製の織った網の 実質的に平らなシートである。

この好ましい態様の陽極構成部品はその上に酸化レニウム触媒の被覆を本つもの である。それは内張シ（２６）の刻み目入りキャップ（３２）の平らな端部（３ ８）の外側に直接溶接される。これらの溶接は電気接続および陽極構成部品（３ ６）の機械的支持手段を与える。他の触媒被覆を使用することもできる。陽極構 成部品（３６）は陽極自身である必要は無く、マツトレス又は他の電極要素を介 して直接に又は間接的に陽極に電気を伝導する電流分布平面を有していても良い ことを再び強調しよう。

第２図において、膜（２７）が１つの槽ユニツ）　（１０）の陽極構成部品（３ ６）と次の隣接槽ユニツ）　（１０）の陰極構成部品（４６）との間の平面中に 配置されて、これら２個の隣接するＥＣＴＥ（１２）のそれぞれの平らな支持部 分間に配置された槽の陽極液及び陰極液区画窓の形をはっきりときめている。

本発明により製作された構造物と共に使用の意図される浸透選択性膜の代表的な ａｌ類は次の米国特許に開示されているものである。米国特許第３９０Ｑ３７８ 号、同第４３２１３５号、同第４０６へ３６６号、同第４１１へ８８８号、同第 ４１２１１４５８８号、同第４２０Ｑ６３５号、同第４２１２．７１３号、同第 ４２５１．３３３号、同第ス４７Ｑ９９６号、同第４１２３３３６号、同第４１ ５１．０５３号、同第４１７ａ２１５号、同第４．１７ａ２１８号、同第４３４ Ｑ６８０号、同第４３５７．２１８号、同第４０２５４０５号、同第４１９２． ７２５号、同第４３３Ｑ６５４号、同第４３３７．１３７号、同第４、３３７． ２１１号、同第４３５８．４１２号、および同第４３５　ａ５４５号。

もちろん、複数個の電解槽が１枚より多い膜を使用する多室電解槽、たとえば相 互に間隔をおいて２枚の膜を使用してそれらの間に室を形成させた３室の電解槽 、ならびにそれぞれの膜の間にそれぞれの膜の反対側に形成させた室およびその それぞれの隣接槽ユニツ）　（１０）、であることも本発明の範囲内にある。

チタン内張り支持部分（１４）に対する陽極液室（２２）内の陽極（３６）の配 置は、支持部分（１４）からの７ランク部分（１６）の横方向の広がシ、支持部 分（１４）からの陽極突起（１８）の広がり、バナジウムウニ７アー（３０）の 厚さ、陽極液側内張ｊ５　（２６）の厚さなどの間の関係によってきまる。陽極 構成部品（３６）は、支持部分（１４）からの陽極突起（１８）の広がシを変え ることによって、移動させうろことが容易にわかる。然し、支持部分（１４）の 陽極液側の７ランク部分（１６）が支持部分（１４）からの陽極突起（１８）の 広がシと同じ距離を伸びるのが好ましい。これによシＥＣＴＥ（１２）の建設は 更に簡単になる。この場合には、機械余端プラナ−が陽極突起（１８）の両端面 （２８）ならびに同時に７ランク部分（１６）の横方向面（１６ａ）を平らにし て、これらの面がすべて同じ幾何学平面に存在するからである。同様の好ましさ はＥＣＴＥ（１２）の陰極液側の同様の面（１６Ｃ）についても真実である。Ｅ ＣＴＥ面（１６ｃ、）はこの好ましさから離れることは例えばマツトレスを収容 するため又は電解間隔をつくシ出すために、電極構成部品と膜との間にかなシの 関隔を生じさせるために使える。

膜（２７）とフランジ而ｆ１６ａ）との間を流体シールするために、陽極液側内 張り（２６）を平鍋の形状に成形し、その周囲に伸びるオフセット谷部（４２） を設けるのが好ましい。谷部（４２）はフランジ部分（１６）の横方向面（１６ ａ）にびったシと適合する。膜（２７）の周囲部分は第１周囲ガスケット＋４４ ）にびったシと適合し、これは側面内張り谷部（４２）にそれ自身ぴったりと適 合する。

ｍ２の周囲ガスケット（４５）は膜（２７）の周囲部分の他の側にぴったりと適 合する。第２図に示す槽系列において、ガスケツ）　（４５）は陰極液側内張り のオフセット谷部（７２）に、又は次の隣接ＥＣＴＥ（１２）の陰極液側のフラ ンジ部分（１６）の横方向面（１６）ぴったり適合し、そして内張り（４８）の ない場合の膜にぴったりと適合する。場合によってはマツトレスを収容するため 又は電解間隔をつくり出すためにさまざまのガスケットを選ぶことができる。

その周囲部分の周シの各側面上に２個のガスケット（４４，４５）ｔ−有する膜 （２７）を示したが、本発明の槽構造は膜のいずれかの側に唯１個のガスケット を使用できる。

ちる場合には側面内張り（４８）が存在するのが望ましいが、しばしば存在する 必要のないことがある。たとえば、塩化す）　ＩＪウム水溶液を電解して陰極液 区画室で苛性ソーダを製造する電解において、約８５℃以下の温度の約２２％以 下の陰極液濃度において、鉄系金属ＥＣＴＥ（１２）は陰極液から保ｉするため のニッケル内張りを通常必要としない。然し１Ｆ１８５℃以上の陰極液温度及び 約２２％以上の苛性０度のが＼る塩水電気分解では、陽極液による腐食からＥＣ ＴＥ１１２）の金属全保護するためにニッケル内張りが通常必要である。

第２図および第３図を参照して、ＥＣＴＥ（１２）の陰極ｒＬ側（左１１１ＩＩ 　）がこの最も好ましい態様の陽極液側の鏡像のようにみえる。フランジ部分（ １６）は陰極液ヱ（２４）の周囲境界を形成し、陰極液側内張り（４８）及び膜 （２７）が残りの境界を形成する。間隔をおいて配置されている突起（２０）は 中ｌＬ？バリヤー（１４）から（嘘極液室（２４）に外側に伸びる固体の円柱形 又は切頭円錐形の突出部である。円錐の好ましい切頭は右の円柱に密接しよう。

これらの陰極突起（２０）の形状は臨界的では無い。それらは端部（４０）が好 ましくは平坦であり、その端部（４ｏ）はすべて好ましくは同一幾何学的平面上 にある。このことは下達の陰極液側内張り（４８）の沈頭キャップ（７ｏ）につ いても成立つ、この陰極液突起（２０）及び側面内張シキャップ（７０）は陰極 液及びガス循環を誘導する様に成形配置される。

ＥＣＴＥ（１２）の陰極液区画室上に側面内張シが必要な場合には、陪罹液室側 内張り（２６）と同様に容易に取付は得る。陰極液側内張シ（４８）は陰極液区 画室（２４）の陰極液の腐其性攻撃に高度に抵抗性のある金属で作られる。この 金属は単一の金属シートから図示の非平面形にプレスしうるように十分に展性お よび加工性のあるものでもなければならない。これはシートにプレスした切頭円 錐形のキャップ（７０）をもつ能力を含む。もちろんこれらのキャップ（７０） は間隔をおいて配置した陰極突起（２０）の上およびまわりに並びに室（２４） の陰極液にさもないとされされるＥＣＴＥの側面の他の部分に適合するように間 隔をおいて配置しである。この側面内張〕（４８）は陰極液区画室（２４）Ｋ隣 接するＥＣＴＥ（１２）の側のフランジ部分（１６）の横方向面（１６ｃ）に接 近するようにその周囲を伸びる刻み目付き谷部（７２）をもつのが好ましい。内 張り（４Ｂ）は好ましくは陰極突起（２ｏ）の平らな端部（４０）への内張クキ ャップの内部端の抵抗溶接によってＥＣＴＥ（１２）に接続される。すなわち、 これは内張Ｄ　（４８）の金属とｇｃｒｇ（，１２）の金属が相互に溶接適合性 があるときに好ましいことである。これらの金属が溶接的に適合しないならば、 内張り（４８）の金属とＥＣＴＥ（１２）の双方に溶接的に適合性のある金属中 間層もしくは中間層類組合せを使用すべきである。

これら中間層（図示せず）を陰極突起の平らな端部（４０）と内部端（７４）と の間に配置する。然し、好ましい場合の様に内張り（４８）がニッケル製でＥＣ ＴＥ（１２）が延性鉄の場合には、か＼る中間層は必要ない。

陽極構成部品（３６）と陰極構成部品（４６）は共にＥＣＴＥ（１２）の方向に 内側にそして膜（２７）とは離れる方向にその周端部をわん曲させる。これはこ れらの電極構成部品の鋭端部が膜（２７）と接触してそれを破ることを防ぐため に行なうものでちる。陰極構成部品は多孔性で実質上平らなニッケルシートであ り、側面内張り４８中に設けたキャップ７０の外側表面７６に陰極４６を浴接す ることによってニッケル側面内張り４８にとりつけられる。この好ましい態様で は、ニッケル陰極構成部品４６Ｆｉその上に触媒的な被膜を有し陰極自体として 働く。膜２７とそれに隣接する陰極との間に実質的にギャップが生じないように 、隣接するチタン陽極構成部品３６を膜に対して圧接するとの同様ニッケル陰極 構成部品も膜に対し圧接することが好ましい。

ニッケル陰極構成部品４６用の好ましい触媒的被膜は酸化ニッケルと酸化ルテニ ウムの不均一な混合物である。

この膜を析出させる好ましい方法は１９８３年５月３１日出願の米国特許出願第 ４９３６２６号に開示されている。勿論、ニッケル陰極構成部品４６は触媒的被 膜がなくてもよく、または陰極構成部品は、膜中にうめ込まれた又は膜に対して 圧接された他の要素（図示せず）によってつくられた陰極からの電気の単なる電 気伝送剤であってもよい。

陽極及び陰極構成部品２２及び２４＃：を共に原料を導入しまた生成ガス及び液 体を排出するための入口及び出口を有する。これらの入口及び出口にＥＣＴＥ１ ２のフランジ部分１６を通っている。好ましい入口及び出口はい〈つかの部品（ 第１図の８０−８５及び第４図の１８０−１８５）が示されている陽極区画室出 口によって最もよく表わされている。開放側チャネル８０はその陽極側のフラン ジ部分１６中に設けられ、開口８１はチタン側部ライナー２６中に切られる。側 部ライナー２６中の開口８１はチャネル８０の境界と合致している。ノズル８２ は、ノズル８２の底が陽極区画室２２に少なくとも達するように側部ライナー２ ６のフランジ中の開口８１に密封的に溶接される。そしてノズル８２の頂部は、 陽極液生成物がフランジチャネル８０の鉄と接触できないように、フランジチャ ネル８０の頂部まで少なくとも及んでいる。ボルト耳はめ込み８３は、ノズル８ ２がフランジ部分１６中につくられたねじつき穴８５中にねじ込んだボルト８４ によってフランジ部分１６に固着されるように１　ノズル８２の側部からのびて いる。

陽極液区画室入口（図示せず）は簡単に示した陽極液区画室出口と同様フランジ 部分１６の底部陽極液側上につくられる。陰極区画室入口及び出口（図示せず） は、ＥＣＴＥ：１２の陰極液側上のフランジ部分につくられること及び陰極液ノ ズルがチタンの代りにニッケルでつくられることを除いて、陽極区画室出口と同 様につくられる。

２極槽は次のように操作する。供給プラインを陽極区画室入口から陽極区画室２ ２に連続的に供給する。その間新しい水又は希釈苛性溶液を陰極区画室入口から 陰極区画室に供給しうる。各種の陽極３６がその槽の陰極４６に関し正であるよ うに電力（Ｄ、　Ｃ，）を槽系列に付与する、即ち電源の正眠気リードを槽系列 の一端の端部槽ユニットの陽極に電気的に接続し、′ｆＩＬ諒の負電気リードを 槽系列の他端の端部槽ユニットの陰極に電気的に接続する。減極した陰極又は陽 極を除き！解を次のように行なう。塩素ガスを陽極３６で連続的に生成する；ナ トリクムカチオンを膜２７全通し陰極液区画ヱに移送する。陰極液区画室２４で は水素ガスと水酸化ナトリウム水浴液が連続的に生成する。塩素ガスと使用済プ ラインは陽極室出口を経て陽極室２２から連続的に流れ、一方水素ガスと水酸化 ナトリウムは陰極室出口を経て陰極液画室冴を連続的に出る。減極した電極は水 素又は塩素又は所望によシ両者の生成を抑制するために使われうる。

側部ライナー２６と４８は密封的に溶接して非通気性の単一シートとした数枚の シートからつくられうる。これは円錐台形のカップ３２．７０をもつようにプレ スされう本ものである。本発明はカップ３２．７０が円錐台形であることには限 定されないしまた陽極及び陰極突起１８．２０が円筒形又は円錐台形であること に４限定されない。突起１８．２０の端部２８，４０はそれらのそれぞれのｉ！ 罹に電気的接続をなしりる十分な表面積を持ち十分に低い電気抵抗の電気通路を もたらす。突起１８゜２０はそれがついている電極の表面に均一にして低い電圧 こう配をもたらすだけの間隔があった方がよい。それらはそれぞれの電解液区画 室内の空の点からその区画室中の他の空でない点まで自由に電解液が循環する間 隔があった方がよい。それ故突起はそれぞれの区画室中でお互にほぼ均一な間隔 で配される。陽極及び陰極突起１８゜２０は支持部分１４上にて背中合せの関係 で示されているが必ずしもその必要はない。お互に片寄った関係でもよい。

陽極突起と陰極突起をつくる材料は好ましくはＥＣＴＥ１２の材料と同じもので ある。それは本発明の部品が槽要素の一体部品であることが望ましいことによる 。

陽極液側部ライナーと陰極液側部内張り２６．２８をつくる金属は、電解液腐食 とその状態が異なるため通常異なるものである。これは塩素−アルカリ摺電解液 においてもまた他の電解液においても同様である。しかしある種の材料は両電解 液に適用しうる。材料の選択はそれがさらされる条件に合うようになされるべき である。典型的には陽極区画室ライナー２６として好ましい金属はチタンでおる 。

本発明方法でつくられる単極槽ユニットの好ましい態様を第４図に示す。これら 槽要素の配置を除き、２極槽ユニツトとの基本的違いは２極槽ユニツトが水平方 向に最大長寸法を持つのに対し単極槽ユニットは垂直方向に最大長寸法を持つこ とである。この最大長寸法のちがいは単に好ましいのであって本発°明でつくっ た槽にとって臨界的ではない。

本発明方法は単に側部ライナーと電極構成部品を配置し必要な電気的接続をする だけで２極槽ユニツトを組立てうる槽ユニツト構造部品をつくるものである。支 持部分は単極又は２極槽ユニツトのいづれかの重量を支持する厚さをもたらすだ けでなく単極槽ユニツト用の極めて低い抵抗の電気通路をもたらすに十分な厚さ く少なくとも約１ｃＭ）をもつ。この特徴の組合せが経済的に製造でき、経済的 に他の部品と組立てて単極又は２極槽ユニツトをつくることができ、経済的に操 作でき、極めて長い実用寿命を待つ新規にして単純で、交換可能なＦ、ＣＴＥを もたらす。

第４図に示す単極槽ユニットにおいて同じ番号が第１図−第３図の２極槽ユニツ ）１０の同様の部品に４使われる。

第４図に示す単極陽極槽ユニットにおいて、対向する側部に陽極側部内張シ２６ があシ支持部分１４の対向する側部に陽極液室を形成している単−ＥＣＴＥ１２ がもたらされる。この槽ユニットはさらに陽極槽ユニットの構造構成部品を基本 的に完成する丸めの陽極構成部品３６と膜２７を持つ。槽ユニットが陰極槽ユニ ットである場合には電気接続部材はＥＣＴＥ１２が陰極になるようなものであ、 ９ＥＣＴＦ１２の対向する側部の電極が陰極となり支持部分１４０対向するｌ１ １１１部上に陰極液室を形成する。

勿論、単極陽極及び陰極ＥＣＴＥはそれぞれ陽極又は陰極バスターミナル１９０ のような電気廣続部材を持っている。これらの低気接続部材はフランジ部分１６ につけられる。単極及び２珍種セルユニット間の主たる構造上の相違は、２極槽 ユニツトでは−の側部が陽極液環境中での使用に適合する部品を持ち他方反対の 側部は陰極環境中での使用に適合するｇ品全持つのに対し、単極槽ユニットでは 両方の側部が同じ電解液に適合することである。しかしもし部品が単極及び２極 槽ユニツト間で交換可能であるものでつくられている場合は、これらの部品を組 立てる前になすべきことのすべてはどのようなタイプの檜ユニットを望むかを決 めることであり、それが決まれば本発明の方法によってまた本発明の組立て方法 によってつくられた部品の群からそれに応じた部品をとり出しうる。

単極陽極槽ユニットを所望の場合は、チタン側面内張り２６をＥＣＴＥ　１２の 各側部にとりつけ、次にこの側面内張りの各々に陽極３６をとりつける。陰極槽 ユニットの場合は、ニッケル側面内張＃）４８とＥＣＴＥ１２の各側部にとりつ け、次にこの側面内張り４８の各々に陰極構成部品４６をとシつける。

従ってここには単極及び２極フイルタ一プレス型電解槽系列の両方の槽ユニット の組立法が述べられている。

いづれかのフィルタープレス型槽系列の組立を完成するに要する工程はこの槽系 列に電力を付与する方法である。２珍種系列は正電力源リード又はコンダクタを 槽系列の１端に接続し負電力源リード又はコンダクタ？その槽系列の他端に接続 しこれら２つのリード間の電圧差をこの系列の介在する槽ユニットを横断して付 与する。単極フィルタープレス型電解槽系列はこの系列の交互槽ユニツ）ｆ正と 負の電力源に接続する。即ち単珍種系列の１　ｆｌＤおきの槽ユニットが正電力 源に他の槽ユニットが負電力源に接続される。

電源を単極陽極槽ユニット又は単極陰極槽ユニツ）Ｋ接続するために用いる陽極 又は陰極バスターミナル１．９０はそれぞれのｇｃ’ｒｇ１ｚと一体鋳造される ことが好ましいが、そうしなくともよい。

例１ ４つの電流伝送要素を名目６１ＱｌｌＸ６１ｃｎｔの単極電解槽用に鋳造した。

すべての電流伝送要素性ＡＳＴＭ　Ａ３３６　、ＧＲＤ６５−４５−１２の延展 性鉄を鋳造したもので鋳造時の寸法は同じである。仕上げした鋳造物を調べたと ころ構造的にしつかりしており、表面欠損はなかった。１次寸法は次のとおり； 名目６１ｃｎ！Ｘ６１ｃＩｎの外側寸法、２ｔ：ｎｒ厚の支持部分、支持部分の 各側部に位置し互に直接対向しているそれぞれ２５ｍの直径を持つ１６の突起、 槽鋳造物の周囲に６．４　ｃｒｓの厚さで設けた２５箇幅の密封部材域。機械処 理した領域には密封部材表面（両側部が平行）と各突起の上端（各側部は単一平 面にまた対向する側部と平行に機械処理されている）がある。両側部に１６０突 起がある。

ｖ４極槽のユニットの各側部に０．９鰭厚の保護ニッケルライナーを設けた。

ライナーをづユニットにスポット溶接する前にニッケルでつくった入口及び出口 ノズルを内張りに予備溶接した。最終組立体は各突起位置にて内５１に触媒的に 被覆したニッケル電極がスポット溶接されている。

突起の端部の平面間の距離は単極陰極晴で５．８　ｃｍであシ、これはＥＣＴＥ 厚みに相当する。ｌのニッケル電極構成成分から他のニッケル電極構成成分の外 側までの、全体の槽の厚さは６９．２ｍである。従って、ＥＣＴＥ厚みは全体の 厚みの９２％である。

陰極ターミナル槽は、保護ニッケル内張シが一方の側ＫＦｉ必要ないこと及びニ ッケル電極も必要ないことを除き陰極槽と同じである。

陽極槽はＥＣＴＥの各側部にα９ｕ厚の保護チタン内張りを有する。チタンでつ くられた入口及び出口ノズルはライナーをＥＣＴＥにスポット溶接する前にライ ナーに予備溶接した。最終的組立体はバナジウム金属の中間体を介して各突起位 置にて内張りにチタン電極がスポット溶接されている。陽極はルテニウムとチタ ンの混合酸化物の触媒層で被覆した。

陽極ターミナル漕は、保護チタン内張りが一方の側には必要ないこと及びチタン Ｍ、ｆ！Ａも必要ないことを除き陽極槽と同じである。

らｌＩ’０ＬＡＲＣＥＬＬ　ＵＮＩＴ ＭＯＮＯ，ＡＮＯＤＥ　ＣＥＬＬ　ＩＪＮＩＴＦＩＧ、７ ＭｏＮＯ，ＣＡＴＨＯＤ［ＣＥＬＬ　ＩＪＮＩＴ手続補正書 昭和６１年９月１２日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８５１０２４８７ ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ザ　ダウ　ケミカル　カンパニー４、代理人 国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．フイルタープレス型の電気化学槽系列の２つの端部槽間に配した複数の反復 する槽ユニツトの１つの主要構成部品として有用な電流伝送要素の製造法であつ て、該方法が電気伝導性金属からモールド中で電流伝送要素を成形する工程から なり、該型は、 該伝送要素が平らな支持部分、支持部分の対向する側部に位置する電極区画室の 周囲境界を形成している支持部分の周囲端部分のまわりにのびている枠状のフラ ンジ部分、及び支持部分の対向する側部から外方向に突出している突起を有し、 該伝送要素が一体成形したワンピース構造要素からなるような形の内部形状を有 するものであり、該伝送要素は単極及び２極槽ユニツト中で使用するに適してお り、該伝送要素の支持部分又はフランジ部分上に付与された少なくとも１の電流 伝導コンダクタ用の取付け手段を有しており、該取付け手段は２極槽系列の端部 槽ユニツト用に専属的に用いられるか又は単極槽系列の槽ユニツトの各々用に用 いられることを特徴とする電流伝送要素の製造法。
2. ２．電流伝送要素の対向する側部の少なくとも１方の測用の側面内張りをそれが さらされる電解液に対し不透過性で且つ化学的に非反応性である金属の少なくと も１のシートからつくり、該側面内張りは電流伝送要素の側部を覆い且つその形 に実質上合うようにつくられ、内張りが電流伝送要素の側部上の突起に溶接によ り電気的及び機械的につけられうるように側面内張り中にプレスしたキヤツプを 有するものであり、そして側面内張りの少なくとも複数の該キヤツプを該突起に 溶接する工程を含む請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．突起と側面内張り間に配した金属中間体を介して側面内張りを該電流伝送要 素の突起に溶接する工程を含むと共に該金属中間体が電流伝送要素と側面内張り の両者と溶接的に適合性のある金属である請求の範囲第１項又は第２項記載の方 法。
4. ４．電流伝送要素が鉄金属でつくられ且つ側面内張りがチタン及びニツケルから 選ばれた金属でつくられている請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の方法 。
5. ５．フイルタープレス型電解槽系列の２つの端部槽間に配しうる槽の製造及び組 立て方法であつて、（Ａ）電気伝導性金属からその溶融金属をモールドに注ぐこ とによつて電流伝送要素の一体固体鋳造物をつくり、ここで該モールドは、電流 伝導要素が（１）平らな支持部分（２）鋳造物の周囲にあり平らな支持部分の対 向する側部に位置する電極区画室の外部境界を形成する枠状のフランジ部分、及 び（３）平らな支持部分の対向する側部から外方向に突出している突起を有する ような内部形状を有している； （Ｂ）該モールドから該電流伝送要素をとり出し；（Ｃ）実質上平らに配した電 極構成部品を突起の端部に溶接する工程からなり、該槽ユニツトが該電流伝送要 素の平らな支持部分又はフランジ部分上に付与された少なくとも１の電流伝導コ ンダクタ用の取付け手段を有することを特徴とする槽の製造及び組立て方法。
6. ６．側面内張りが伝送要素と電極構成部品の間の該電流伝送要素の少なくとも１ の側部につけられる請求の範囲第５項記載の方法。
7. ７．フイルタープレス型の電解槽系列の２つの端部槽間に配し得る槽ユニツトの 製造及び組立て方法であつて、（Ａ）溶融した電気伝導性金属をモールドに注ぎ 、モールドから取り出したとき金属がモールドによつて付与された形を保持する に十分堅くなるまで金属を冷却し、ここで該モールドは、伝送要素が（１）平ら な支持部分、（２）支持部分の周囲端のまわりにあり、支持部分の対向する側部 に位置する電極区画室の外部境界を形成する枠状のフランジ部分、及び（３）支 持部分の対向する側部から外方向に突出している固体突起を有するようた内部形 状を有している； （Ｂ）モールドから該伝送要素をとり出し；（Ｃ）該伝送要素の各側部に側面内 張りをつけ、ここで該側面内張りはそれがさらされる電解液に対し不透過性で且 つ化学的に非反応性である金属の少なくとも１のシートから予めつくられており 、該側面内張りは突起に適合するようシート中に凹みを有しており、該側面内張 りの伝送要素の側部へのとりつけは該伝送要素の各側部上に位置する突起に凹み の少なくとも半分を溶接することによつて行なわれる； （Ｄ）実質上平らに配した電極構成部品を２つの側面内張りの凹みの端部に溶接 することからなり、該槽ユニツトは該電流伝送要素の平らな支持部分又はフラン ジ部分に付与された少なくとも１の電流伝導コンダクタ用の取りつけ手段を有し 且つ単極槽系列での使用に適していることを特徴とする槽ユニツトの製造及び組 立て方法。