JPS63230893A - Structural frame for electrochemical baths - Google Patents

Structural frame for electrochemical baths

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JPS63230893A
JPS63230893A JP62064431A JP6443187A JPS63230893A JP S63230893 A JPS63230893 A JP S63230893A JP 62064431 A JP62064431 A JP 62064431A JP 6443187 A JP6443187 A JP 6443187A JP S63230893 A JPS63230893 A JP S63230893A
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planar member
liner
planar
insert
electrolyte
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JP62064431A
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リチヤード エヌ ビーバー
ヘイプ デイ ダン
グレゴリー ジエイ イー モーリス
ジヨン アール ピミロツト
Original Assignee
ザ ダウ ケミカル カンパニ−
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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電気化学槽及び特Kt気化学槽で使用する構造
体フレームに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a structural frame for use in electrochemical tanks and special Kt gas chemical tanks.

〈発明の背景〉 陽極及び陰極のある電気化学槽中で種々の化学與品金製
造することは充分に確立されている。例えば、アルカリ
金属塩素酸塩例えば塩素酸ナトリウムは陽極と陰極の間
にセパレーターを置かない電解槽(セル)中で塩化ナト
リウム・ブラインから電気化学的に形成されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION The production of various chemical products in an electrochemical cell with an anode and a cathode is well established. For example, alkali metal chlorates such as sodium chlorate have been formed electrochemically from sodium chloride brine in an electrolytic cell without a separator between the anode and cathode.

セパレーター例えば液体授透性のアスベスト又はポリテ
トラフルオロエチレン隔膜又は実質上液体不浸透性αオ
ン交換膜を、塩化ナトリウム・ブラインの電解に槽中で
使用する場合、電解生成物は通常、気体塩素、気体水素
及び水酸化ナトリウムを含む水溶液であろう。
When a separator, such as a liquid-permeable asbestos or polytetrafluoroethylene membrane or a substantially liquid-impermeable alpha-exchange membrane, is used in the cell for the electrolysis of sodium chloride brine, the electrolysis products are usually gaseous chlorine, It would be an aqueous solution containing gaseous hydrogen and sodium hydroxide.

多年の間、気体塩素はアスベスト隔膜をはさみ込まれて
いる指状の陽極と陰極の間に配置した電解槽中で製造さ
れていた。過去数年の間に、より高純度の、例えばより
低い塩化ナトリウム含量の、より高い水酸化ナトリウム
生成物を望む場合には、より充分に確立された隔膜より
も実質上液体不浸透性の陽イオン交換膜を使用するのが
好ましいことが明らかとなった。イオン交換膜の比較的
平坦な又は平面シートからイオン交換型電気化学槽を組
立てる方が、アスベスト隔膜と共に使用する旧式の指状
槽内の陽極と陰極の間に膜をはさみ込むよりもより好都
合であることが判明した。
For many years, gaseous chlorine was produced in electrolytic cells placed between finger-shaped anodes and cathodes sandwiched by asbestos membranes. Over the past few years, it has become clear that when higher purity products, e.g. lower sodium chloride content, higher sodium hydroxide products are desired, virtually liquid-impermeable membranes are preferred over the more well-established membranes. It has become clear that it is preferable to use an ion exchange membrane. It is more convenient to construct an ion-exchange electrochemical cell from a relatively flat or planar sheet of ion-exchange membrane than to sandwich the membrane between an anode and a cathode in an old-fashioned finger cell for use with an asbestos diaphragm. It turns out that there is something.

イオン交換膜の平面片を使用して陰極液室から陽極液室
を分離するtJ[らしい所謂平坦板電気化学槽は、一方
の側に陽極をそして他方の側に陰極を支持する構成の複
数個の固体の、液体不浸透性のフレーム(枠)もある。
A so-called flat plate electrochemical cell is a multi-cell electrochemical cell configured to support an anode on one side and a cathode on the other. There are also solid, liquid-impermeable frames.

これらのフレームはこれ迄、金属及びプラスチックの様
な材料で構成されていたが、しかしそのいずれの材料も
完全に満足がゆくものではないことが明らかとなった。
These frames have heretofore been constructed from materials such as metal and plastic, but it has become clear that neither material is completely satisfactory.

単極及び2極を含めた電気化学槽では、電解液が槽から
外側に漏れる可能性がある。か\る漏洩が鉄製又は他の
鉄を含む形式のフレームを用いた槽で起こると、鉄製フ
レームが腐食するか又はそれ自身が電解的攻撃される。
In electrochemical cells, including monopolar and bipolar, electrolyte may leak outward from the cell. If such a leak occurs in a vessel using a steel or other ferrous type of frame, the steel frame will corrode or itself become electrolytically attacked.

プラスチック製フレームは一般に電解的攻撃を受けぬが
、長期間例えば数年間の操業条件下では槽内の陽極液及
び/又は陰極液に通常は耐久性を有していない。
Although plastic frames are generally impervious to electrolytic attack, they typically do not withstand the anolyte and/or catholyte in the bath under long-term operating conditions, such as several years.

腐食問題を少なくシ、且つ先行技術で使用されるそれら
のフレームに付随する比較的短い有効寿命を改善する、
電気化学槽で使用するための構造体フレームを提供する
のが望ましい。
reduce corrosion problems and improve the relatively short useful life associated with those frames used in the prior art;
It is desirable to provide a structural frame for use in an electrochemical cell.

〈発明の構成〉 本発明は特に、 高分子材料製のほゞ平面部材の形態であり、該平面部材
の少なくとも一つの表面から外側に突出ている水平的に
も垂直的にも間隔を置いて離れている複数個の肩を有す
る中央槽要素: 平面部材の一つの表面の肩の外側面から平面部材を貫通
して平面部材の反対側の表面の肩の外側面に延びる少な
くとも一つの電気伝導性の挿入物(但し、線肩の各々は
該挿入物の各々を環状に取囲み且つ支える);該平面部
材の少なくとも一つの該表面とぴったりと接触し且り槽
中の電解液と該平面部材との間の接触を最小にする構造
全有し該槽中の電解液の腐食作用に耐える、電気伝導性
の、実質上完全に水圧的に不浸透性のライナー;を有す
ることを特徴とする電気化学槽で使用する構成の構造体
フレームである。
Structure of the Invention The present invention is particularly in the form of a substantially planar member made of a polymeric material, with horizontally and vertically spaced spacers projecting outwardly from at least one surface of the planar member. central cistern element having a plurality of spaced apart shoulders: at least one electrical conductor extending from the outer surface of the shoulder on one surface of the planar member through the planar member to the outer surface of the shoulder on the opposite surface of the planar member; an electrically conductive insert, provided that each of the wire shoulders annularly surrounds and supports each of the inserts; is in intimate contact with the surface of at least one of the planar members and is in contact with the electrolyte in the bath and the planar surface; an electrically conductive, substantially completely hydraulically impermeable liner that resists the corrosive effects of the electrolyte in the bath; This is a structural frame configured to be used in an electrochemical tank.

一態様では、陽極液カバー(ライナー)は平面部材の陽
極液側表面とびりたシ一致して固定されておシ且つ陽極
液と平面部側との間の接触を最小にする構造である。陽
極液カバーは陽極液の腐食作用に抵抗性を有する。陰極
液カバーは平面部材の反対側の、陰極液側表面にびった
シ一致して固定されておシ且つ陰極液と平面部材との間
の接触を最小にする構造である。陰極液カバーは陰極液
の腐食作用に抵抗性を有する。陽極液カバーと陰極液カ
バーの両方は金属製か、又はライナー中の金属の挿入物
が平面部材を貫通する金属の挿入物と接触する点に非金
属製ライナー中に埋込まれた金属の挿入物のある他の材
料製となり得る。
In one embodiment, the anolyte cover (liner) is secured flush against the anolyte side surface of the planar member and is configured to minimize contact between the anolyte and the planar side. The anolyte cover is resistant to the corrosive effects of the anolyte. The catholyte cover extends over the opposite, catholyte-side surface of the planar member and is flush and secured, and is structured to minimize contact between the catholyte and the planar member. The catholyte cover is resistant to the corrosive effects of the catholyte. Both the anolyte cover and the catholyte cover are metallic, or a metal insert embedded in the non-metallic liner at the point where the metal insert in the liner contacts the metal insert passing through the planar member. It can be made of some other material.

本発明は更に、取外し可能且つ密封可能に相互にはソ共
平面関係に配置されている複数個の上述の構造体フレー
ムを利用し、且つ平面部材の各々が平面部材の一方又は
向い合う両側にある陽極と平面部材の反対側にある陰極
とにより、平面部材の一方の側にある陽極と反対側にあ
る陰極によって、間隔をおいてへだてられている電気化
学槽を含む。
The present invention further utilizes a plurality of the above-described structural frames removably and sealably disposed in coplanar relationship with each other, and each of the planar members is arranged on one or opposite sides of the planar member. It includes an electrochemical cell spaced apart by an anode on one side of the planar member and a cathode on the opposite side of the planar member.

く態様の詳細〉 添付図面は本発明を更に示している。図面中で文字サフ
ィックスで区別された同一の数字は、異なる態様内で同
様な機能を有する部品を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS The accompanying drawings further illustrate the invention. Identical numerals separated by letter suffixes in the drawings indicate parts having similar functions within different embodiments.

図1中に、上記目的を達成する構造体フレーム10及び
10aを示す。これは気体塩素及びアルカリ金属水酸化
物水溶液を製造するための電気化学槽での使用を示して
いる。
FIG. 1 shows structural frames 10 and 10a that achieve the above objective. This indicates its use in an electrochemical cell for producing gaseous chlorine and aqueous alkali metal hydroxide solutions.

本発明は塩素及びさまざまのアルカリ金属水酸化物溶液
の製造に都合良く利用できるが、原料ブライン中の一次
塩としては塩化ナトリウムを使用するのが好ましい、そ
の理由はこの特定の塩は市場で容易に入手出来且つ電解
的に製造された水酸化ナトリウムについては多くの良く
確立された用途があるからである。
Although the present invention can be advantageously utilized in the production of chlorine and various alkali metal hydroxide solutions, it is preferred to use sodium chloride as the primary salt in the raw brine, since this particular salt is readily available on the market. There are many well-established uses for sodium hydroxide, which is readily available and produced electrolytically.

槽構造体10には、平面状の隔壁(バリヤー)部分、周
縁7ランジ部分(34)、隣接槽構造体の陽極及び陰極
を平面状障壁部分から予め定められた距離に保つための
陽極及び陰極隔離部材又はボスを有するはソ平面の部材
12がある。平面部材は工業生産的及び公知の方法によ
って、複数個の水平的にも垂直的にも距離をおいて離れ
ており、それぞれ陰極及び陽極側16及び18から外側
に突出ている肩(ボス)14及び14aを持つ形状に製
造できる。平面部材12の周縁衣1fi20は、図示し
た複数個の平面部材が−しよに配置された時には、電気
化学槽の外側表面を形成する。平面部材12の周縁輪郭
は任意的であり、そして所望の電気化学槽形状の特定の
輪郭に適するように変え得る。
The tank structure 10 includes a planar barrier section, a periphery 7 flange section (34), an anode and a cathode for keeping the anodes and cathodes of adjacent tank structures at a predetermined distance from the planar barrier section. There is a horizontal member 12 having a standoff member or boss. The planar member is formed by industrially and conventionally known methods into a plurality of horizontally and vertically spaced apart shoulders (boss) 14 projecting outwardly from the cathode and anode sides 16 and 18, respectively. and 14a. The periphery 1fi20 of the planar member 12 forms the outer surface of the electrochemical cell when the illustrated plurality of planar members are arranged side by side. The peripheral contour of planar member 12 is optional and may be varied to suit the particular contour of the desired electrochemical cell shape.

肩14及び14aの数、寸法、及び形状は本発明の設計
及び操作の両方で重要な考慮点となる。中央部分に平行
又は垂直のいずれで切った断面で見た場合、肩は正方形
、長方形(方形)、円錐形、円筒形又はそれ以外の好都
合の形状となり得る。肩はプラスチック部材の表面上に
分布した一連の間隔を買いたリブを形成する細長い形状
を有していよう。
The number, size, and shape of shoulders 14 and 14a are important considerations in both the design and operation of the present invention. When viewed in cross-section either parallel or perpendicular to the central portion, the shoulder can be square, rectangular (square), conical, cylindrical or any other convenient shape. The shoulder may have an elongated shape forming a series of spaced ribs distributed over the surface of the plastic member.

平面部材の構成の丸めに、多数の高分子材料が本発明で
の使用に適している。下に詳述する特定の材料で限定す
る意図は無いが、か\る適切な材料C物質)の例には、
ポリエチレン;ポリプロピレン;ポリビニルクロライド
:塩素化したポリビニルクロ2イド;アクリロニトリル
、ポリスチレ/、ホリスルホン、スチレン アクリロニ
トリル、フタジエン及びスチレン共重合体;エポキシ;
ビニルエーテル類;ポリエステル類;及びフルオロプラ
スチックス及びその共重合体がある。
A number of polymeric materials are suitable for use in the present invention for rounding the configuration of planar members. Although not intended to be limited by the specific materials detailed below, examples of such suitable materials (substances) include:
Polyethylene; polypropylene; polyvinyl chloride: chlorinated polyvinyl chloride; acrylonitrile, polystyrene/, folysulfone, styrene; acrylonitrile, phthalene and styrene copolymers; epoxy;
Vinyl ethers; polyesters; and fluoroplastics and their copolymers.

高分子材料例えばポリプロピレンを平面部材用に使用す
るのが好ましい、その理由は高めた温度で充分な構造的
完全性を有する形状が容易に得られ、そして他の適切な
材料に比して比較的安価であるためである。
It is preferred to use polymeric materials such as polypropylene for planar members because shapes with sufficient structural integrity are easily obtained at elevated temperatures and are relatively This is because it is cheap.

平面部材12がプラスチック成形技術の当業者に良く知
られている多数のプロセスのいずれでも製造できること
は驚くべきことである。か\る成形プロセスには例えば
、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形、及び注型
が包含される。それらのプロセスの中で、電気化学槽で
使用するための充分な強[−有する構造体が射出成形で
満足がゆく様に製造されることが見出された。好ましく
は高分子材料は所望の数の(後述の)挿入物の入ってい
る型(枠)中に射出する。この方法で、平面部材は、挿
入物の周囲にがつちシとはまった、それらを所定位置に
保持しておシ、それらに高置の担持性を与える一体部材
である。か\る構成は挿入物が平面部材から分離してが
たかたになる可能性を最小にしている。比較的複雑な形
状の成形し易さと完成した射出成形物品の強度がここに
述べる平面部材の製造目的にこのプロセスを好ましいも
のとしている。これは、高分子部材を先ず成形して次に
続いて電気導体を設ける先行技術よりも、かなりの利点
である。
It is surprising that planar member 12 can be manufactured by any of a number of processes well known to those skilled in the plastic molding art. Such molding processes include, for example, injection molding, compression molding, transfer molding, and casting. In those processes, it has been found that structures with sufficient strength for use in electrochemical cells can be produced satisfactorily by injection molding. Preferably, the polymeric material is injected into a mold containing the desired number of inserts (described below). In this manner, the planar member is an integral member that fits around the inserts, holding them in place and providing them with elevated support. Such a configuration minimizes the possibility of the insert separating from the planar member and becoming loose. The ease of molding relatively complex shapes and the strength of the finished injection molded article make this process preferred for the purpose of manufacturing the planar parts described herein. This is a significant advantage over prior art techniques in which the polymeric member is first formed and then the electrical conductors are subsequently applied.

平面部材を塩素製造用の電気化学槽に使用する場合、槽
及び平面部材の温度は60°乃至90℃の温度にしばし
ば達するか、又は保たれる。この温度では高分子材料は
、殆んどの物質と同様に、測定できる量膨張する。平面
部材の膨張と冷却によるその後の収縮は結合し合せた時
の複数個の槽内からの電解液のしみ出しを生ずるであろ
うし、又はより重要なこととして金属のエクスパンドメ
ツシュ又は多孔シート製の陽極及び陰極のゆがみを生ず
るであろう。更に平面部材12と電解液ライナー又はカ
バー22及び/又は24の間の膨張率の差が、平面部材
中にそれ0牙は成形されている押入物はこれらのカバー
を固定している溶着部に応力を生じるであろう。
When the planar member is used in an electrochemical cell for chlorine production, the temperature of the cell and the planar member often reaches or remains at a temperature of 60° to 90° C. At this temperature, polymeric materials, like most substances, expand by a measurable amount. Expansion of the planar members and subsequent contraction upon cooling will result in seepage of electrolyte from within the cells when joined together or, more importantly, if the planar members are made of expanded mesh or perforated sheets of metal. distortion of the anode and cathode. Furthermore, the difference in expansion coefficients between the planar member 12 and the electrolyte liner or cover 22 and/or 24 is such that the indentations molded into the planar member are in the welds securing these covers. will cause stress.

カバー22及び24と平面部材12の間の膨張率の差を
少なくシ、そして好ましくは最小にするために、平面部
材の熱的に誘発される膨張を少なくするための添加物を
包含させるのが好ましい。よυ好ましくは、添加物は完
成した物品の構造強度も増加させる。か\る添加物は例
えば、ガラス繊維、グー7フアイト繊維、炭素繊維、タ
ルク、ガラスビーズ、微粉化雲母、アスベスト等及びそ
の組合わせとなり得る。高分子が5乃至75重量%の、
そしてより好ましくは10乃至40重量%の添加物を含
有するのが好ましい。
In order to reduce, and preferably minimize, the difference in expansion rates between the covers 22 and 24 and the planar member 12, additives may be included to reduce thermally induced expansion of the planar member. preferable. Preferably, the additive also increases the structural strength of the finished article. Such additives can be, for example, glass fibers, goulphite fibers, carbon fibers, talc, glass beads, micronized mica, asbestos, etc., and combinations thereof. 5 to 75% by weight of polymer,
More preferably, it contains 10 to 40% by weight of additives.

ガラス繊維はポリプロピレンと容易に混合して、本発明
での使用に適する射出可能な材料を製造することが出来
、これはガラス繊維を含有していないポリプロピレンよ
りも膨張係数が小さい固体の、物理的に強固な物体を生
じる。より重要なことは、平面部材、電極、及び集電装
置の間の膨張(率)の違いを最小にすることであり、そ
の理由鉱これらの要素が溶接し合されておシ、そしてそ
れらが実質上平坦でしかも平行であることが臨界的であ
るためである。
Glass fibers can be easily mixed with polypropylene to produce an injectable material suitable for use in the present invention, which is a solid, physical material with a lower coefficient of expansion than polypropylene without glass fibers. produces a solid object. More important is to minimize the expansion (rate) differences between the planar members, electrodes, and current collectors, because these elements are welded together, and they This is because it is critical that they be substantially flat and parallel.

ガラス繊維と結合できる格別の処方の市場で入手可能な
ポリプロピレンを使用すると特に良好に作用することが
測定された。これはポリプロピレンとガラス繊維の混合
物よりも低い膨張係数を持つ複合材となる。か\る化学
的に組合わせたガラス繊維強化ポリプロピレンは、例え
ばブローファツク(Pro−fax)PCO72ポリプ
ロピレンとして、プラウエア州つイルミントンのバーキ
ュレス、インコーボレーショy(Hercules、 
 Inc、)から入手できる。
It has been determined that the use of commercially available polypropylene with a special formulation capable of bonding with glass fibers works particularly well. This results in a composite material with a lower coefficient of expansion than a mixture of polypropylene and glass fibers. Such chemically combined glass fiber reinforced polypropylene is available from Hercules, Inc., Ilmington, PR, for example as Pro-fax PCO 72 polypropylene.
Available from Inc.).

少なくとも1の電気伝導要素、例えば挿入物26、が平
面部材12内に配置されておシ、そして好ましくは埋込
まれている。挿入物26は平面部材を貫通して、一方の
電解液側表面、例えば陰極液側表面16から反対側の電
解液側表面、例えば陰極液側表面18迄延びる。挿入物
26及び26aは好ましくは平面部材内に、高分子材料
と挿入物との間の摩擦によって保持されている。これら
2物体間の摩擦を、挿入物を高分子材料内に保持するた
めの追加部材を有することによって、増加させるのがよ
り好ましい。か\る追加部材には、例えば挿入物の周囲
ぐるシにある(1個又はそれ以上の)溝、挿入物に溶着
したキー、挿入物中及び/又はを通って伸びる孔、溝穴
、環、カラー・スタッド、又はボスがある。
At least one electrically conductive element, such as insert 26, is disposed within planar member 12 and is preferably embedded. The insert 26 extends through the planar member from one electrolyte-side surface, eg, catholyte-side surface 16, to an opposite electrolyte-side surface, eg, catholyte-side surface 18. Inserts 26 and 26a are preferably retained within the planar member by friction between the polymeric material and the inserts. More preferably, the friction between these two objects is increased by having an additional member to retain the insert within the polymeric material. Such additional components may include, for example, groove(s) around the circumference of the insert, keys welded to the insert, holes, slots, rings extending in and/or through the insert. , collar studs, or bosses.

挿入物26は、陰極液カバー22と陽極液カバー24の
間に電流を流し得る如何なる物質ともな9得る。カバー
22及び24は好ましくは金属製なので、挿入物を金属
、例えばアルミニウム、銅、鉄、鋼鉄、ニッケル、チタ
ン等又はか\る金属を含む合金又は物理的組成物から製
作するのが好都合である。
Insert 26 may be any material capable of conducting electrical current between catholyte cover 22 and anolyte cover 24 . Since the covers 22 and 24 are preferably made of metal, it is advantageous for the insert to be made from a metal, such as aluminium, copper, iron, steel, nickel, titanium, etc., or an alloy or physical composition comprising such a metal. .

肩と挿入物とは他の肩と挿入物から間隔があって、それ
らが取付けられている電極面にわたっである程度均一で
低い電位傾きを与える必要がある。それらは間隔がおい
ていて、それぞれの電解液室内の占有されていない点か
らその室の別の占有されていない点への自由な液体循環
を許す必要がある。従って肩はそれぞれの室中で相互に
かなり均一に間隔を置いて離れていよう。
The shoulders and inserts must be spaced from other shoulders and inserts to provide a reasonably uniform and low potential gradient across the electrode surface to which they are attached. They should be spaced apart to allow free liquid circulation from an unoccupied point within each electrolyte chamber to another unoccupied point in that chamber. The shoulders will therefore be fairly evenly spaced apart from each other within each chamber.

カバー22と24の間のDC電流の流れを改善するため
に、挿入物26は好ましくはそれと接触する特定のカバ
ーと溶接的に相客性の物質からつくられる。例えば挿入
物26は鋼鉄捧261と構造体10の陽極に面した部分
にあるチタン製カップ状部材263の間に配置されそし
て両者に溶接されているバナジウム製ディスク262の
ある鋼鉄棒261の溶接組立体であっても良い。同様な
ニッケル製カップ状部材264を挿入物の陰極に面した
部分上で棒26を直接溶接し得る。チタン及びニッケル
部材263及び264はそれぞれ、次に塩素及び水酸化
す) IJウム水溶液を製造する電気化学槽で使用する
のが好ましいチタン製陽極液カバー24とニッケル製陰
極液カバー22及び22aに容易に溶接し得る。
To improve DC current flow between covers 22 and 24, insert 26 is preferably made of a material that is welding compatible with the particular cover with which it contacts. For example, the insert 26 is a welded assembly of a steel rod 261 with a vanadium disk 262 placed between the steel stud 261 and a titanium cup 263 on the anode-facing portion of the structure 10 and welded to both. It may be three-dimensional. A similar nickel cup 264 may be welded directly to rod 26 on the cathode-facing portion of the insert. The titanium and nickel members 263 and 264 are then easily chlorinated and hydroxided (respectively) into a titanium anolyte cover 24 and a nickel catholyte cover 22 and 22a, which are preferably used in an electrochemical cell for producing an aqueous IJ solution. Can be welded to

陰極液と電気化学槽内での平面部材との接触及び高分子
材料の劣化及び/又は高分子材料と挿入物26の間の陰
極室30から陽極室32への電解液の漏洩を防止するた
めに、カバー22は陰極液側表面16とぴったりと接触
しており、そして陽極カバー24は陽極液側表面18と
ぴったりと接触している。図を示す様に、陽極液及び陰
極液カバーは両方とも、平面部材12の外側表面に密接
して対応している形状である。ある場合には、カバー2
2又は24は1ケ所又はそれ以上の場所でフレーム10
に寄り掛っていても良い。陽極液又は陰極液に露出して
いて、そして平面部材にまたがっているカバー22及び
240両方の部分が、それを通って電解液又は電気分解
生成物が電気化学槽の操作中に通過できる開口のないこ
とが重要である。カバーを貫く開口の無いことが、電解
液が孔又はガスケット又は他のシールの周りの空間を通
って漏れて平面部材と接触する可能性を最小にしている
To prevent contact of the catholyte with planar members in the electrochemical cell and deterioration of the polymeric material and/or leakage of the electrolyte from the cathode chamber 30 to the anode chamber 32 between the polymeric material and the insert 26. In addition, cover 22 is in snug contact with catholyte side surface 16 and anode cover 24 is in snug contact with anolyte side surface 18. As shown, both the anolyte and catholyte covers are shaped to closely correspond to the outer surface of planar member 12. In some cases, cover 2
2 or 24 is frame 10 in one or more places
You can lean on it. The portions of both covers 22 and 240 that are exposed to the anolyte or catholyte and that span the planar members have openings through which the electrolyte or electrolysis products can pass during operation of the electrochemical cell. It is important that there is no The lack of openings through the cover minimizes the possibility of electrolyte leaking through the holes or spaces around gaskets or other seals and coming into contact with the planar member.

vi4M液カバー24は漕の操業中、陽極液に抵抗性の
材料からつくられる。通常、この材料は電解的に活性で
は無いが、然し本発明はこの材料が電解的に活性となる
か又は活性の場合にさえも操業できる。適切な材料は例
えば、チタン、タンタル、ジルコニウム、タングステン
及びその他の材料的に陽極液の影l!l[を受けないバ
ルブ(valve )金属である。陽極カバーとしてチ
タンが好ましい。
The vi4M liquid cover 24 is constructed from a material that is resistant to the anolyte during operation of the tank. Typically, this material is not electrolytically active, but the present invention can operate even if the material becomes or is electrolytically active. Suitable materials include, for example, titanium, tantalum, zirconium, tungsten and other materials that are suitable for the anolyte! It is a valve metal that does not undergo Titanium is preferred as the anode cover.

陰極液カバー22は電気化学槽に存在する条件下で陰極
液の攻撃に耐える。陰極カバー用の適切な材料には例え
ば、鉄、鋼鉄、ステンレス鋼、ニッケル、鉛、モリブデ
ン、及びコバルト及びこれらの金属を主要部分に含む合
金が包含される。ニッケル合金を含めたニッケルが陰極
液カバーとしての用途に好ましく、その理由は、ニッケ
ル及びニッケル合金が陰極液、特に少なくとも35重量
ls迄の水酸化ナトリウムを含有する陰極水溶液の腐食
作用に一般に耐久性があるためである。鋼鉄も稀(即ち
約22重its以下の)水酸化ナトリウム水溶液が存在
する陰極液カバーとして槽内での使用に適しており、そ
して比較的安価であることが明らかとなった。
The catholyte cover 22 resists catholyte attack under the conditions that exist in an electrochemical cell. Suitable materials for the cathode cover include, for example, iron, steel, stainless steel, nickel, lead, molybdenum, and cobalt and alloys containing these metals as a major portion. Nickel, including nickel alloys, is preferred for use as catholyte covers because nickel and nickel alloys are generally resistant to the corrosive effects of catholytes, particularly aqueous catholytes containing up to at least 35 wt ls of sodium hydroxide. This is because there is. Steel has also been found to be suitable for use in cells as a catholyte cover where a rare (ie, less than about 22 weights) aqueous sodium hydroxide solution is present, and to be relatively inexpensive.

複数個の構造体フレーム10を電気化学槽に組立てるの
を助けるために、必須では無いが平面部材12の生捕造
部分から平面部材の周縁に沿って外側に伸びる7ランジ
34及び34aがあるのが望ましい。好ましい態様では
7ランジは平面部材から挿入物26とはソ等しい距離、
外側に伸びる。別の方法では、然し好ましくはないが、
別個のスペーサ*m(図示せず)を利用して平面部材1
2を組立てて、多数の平面部材を組合わせて陽極液も陰
極液も陰極液室及び陽極液室それぞれ30及び32から
槽の外側部分に漏洩する様なことが電解液に関しては無
い槽系列に組合わせることか充分できるものにできる。
To aid in assembling the plurality of structural frames 10 into an electrochemical cell, there are optionally seven rungs 34 and 34a extending outwardly from the raw portion of the planar member 12 along the perimeter of the planar member. is desirable. In a preferred embodiment, the 7 langes are an equal distance from the planar member to the insert 26;
Extends outward. Alternatively, but less preferably,
Planar member 1 using a separate spacer*m (not shown)
2 is assembled, and a large number of planar members are combined to form a tank series in which neither the anolyte nor the catholyte leaks from the catholyte chamber and the anolyte chamber 30 and 32, respectively, to the outer part of the tank, with respect to the electrolyte. You can combine them to make something that works.

図をは更に陽極36が示してあり、これは槽の操業中は
m極力バーが挿入物26と物理的に接触して米るところ
で陽極36を陽極カバーに溶接することによって容易に
達成できる。電気的接触を改善するために、陽極カバー
24を挿入物26に溶接し、また挿入物26に隣接する
陽極カバー24に陽極36を溶接する。種々の溶接方法
が本発明で利用できるが、抵抗又はキバシタンス放電熔
接法を用いるときわめて満足がゆくことが判明した。陽
極36は更に陽極末端部分42で、例えば抵抗又はキパ
シタンス放電溶接で、カバー24に溶接出来る。他の適
切な溶接法にはタングステン不活性ガス(TIG)及び
金属不活性ガス(MIG)l接がある。この溶接は陽極
を所定位置に保持するのが主たる目的であり、電流のた
めでは無いが、電流は自然と溶接した領域を通過する。
The figure also shows an anode 36, which can be easily accomplished by welding the anode 36 to the anode cover at the point where the bar is in physical contact with the insert 26 during operation of the vessel. Anode cover 24 is welded to insert 26 and anode 36 is welded to anode cover 24 adjacent insert 26 to improve electrical contact. Although a variety of welding methods can be used with the present invention, it has been found to be very satisfactory to use resistive or vivacitance discharge welding methods. The anode 36 can also be welded to the cover 24 at an anode distal portion 42, for example by resistance or capacitance discharge welding. Other suitable welding methods include tungsten inert gas (TIG) and metal inert gas (MIG) welding. The primary purpose of this welding is to hold the anode in place, not because of the current flow, which naturally passes through the welded area.

陽極36は金属、例えば普通のフィルム形成金属で、こ
れは槽の操業中に陽極液の腐食作用に耐えるものでおる
The anode 36 is a metal, such as a common film-forming metal, which resists the corrosive effects of the anolyte during cell operation.

適切な金属はよく知られる様に、タンタル、タングステ
ン、コロンビウム、ジルコニウム、モリブデン及び好ま
しくはチタン及び、これらの金属の主要量を含有する合
金であり、活性化vlJ頁、例えば白金族金属例えばル
テニウム、イリジウム、ロジウム、白金、パラジウムの
酸化物の単独で又はフィルム形成用金属の酸化物と組合
わせて6mされている。
Suitable metals are, as is well known, tantalum, tungsten, columbium, zirconium, molybdenum and preferably titanium and alloys containing major amounts of these metals, such as activated platinum group metals such as ruthenium, 6m of iridium, rhodium, platinum, palladium oxides alone or in combination with film-forming metal oxides.

その他の適切な活性化物質には単独又はフィルム形成用
金属の酸化物と組合わせた。コバルトの酸化物がある。
Other suitable activators, alone or in combination with film-forming metal oxides. There is an oxide of cobalt.

か\る活性化用酸化物の例は米国特許第3632.49
8号:第4142.005号;第4061.549号;
及び第4214971号で見られる。
An example of such an activating oxide is U.S. Pat. No. 3,632.49.
No. 8: No. 4142.005; No. 4061.549;
and No. 4214971.

槽の操業中は負の電位を有する陰極38及び38aは、
22及び22aにそれぞれ電気的に接続されている。陰
極38及び38aは槽の操業時に陰極液の腐食作用に耐
える物質で構成する必要がある。陰極液と接触するため
の適当な材料は水浴液中のアルカリ金属水酸化物の濃度
に依存しており、当業者によって容易に決定できよう。
The cathodes 38 and 38a, which have a negative potential during operation of the cell,
22 and 22a, respectively. The cathodes 38 and 38a must be constructed of a material that resists the corrosive effects of the catholyte during operation of the cell. Suitable materials for contacting the catholyte will depend on the concentration of alkali metal hydroxide in the bath fluid and can be readily determined by one skilled in the art.

然し、一般に例えば鉄、ニッケル、鉛、モリブデン、コ
バルト、及びこれらの金属の主要量を含有する合金例え
ば低炭素ステンレス鋼の様な物質が陰極としての使用に
適している。陰極電極は場合によっては槽の性能向上用
の活性化用物質で被覆しても良い。例えばニッケル基質
はニッケル及び白金族金属、例えばルテニウムの酸化物
、又はニッケルと白金族金属、又はその酸化物例えば酸
化ルテニウムで被覆して水素過電圧を下げることができ
る。米国特許第4465580号はか\る陰極の使用を
記載している。
Generally, however, materials such as iron, nickel, lead, molybdenum, cobalt, and alloys containing major amounts of these metals, such as low carbon stainless steel, are suitable for use as the cathode. The cathode electrode may optionally be coated with an activating substance to improve the performance of the cell. For example, a nickel substrate can be coated with an oxide of nickel and a platinum group metal, such as ruthenium, or with an oxide of nickel and a platinum group metal, such as ruthenium oxide, to reduce the hydrogen overpotential. US Pat. No. 4,465,580 describes the use of such a cathode.

図から明らかな様に、陽極も陰極もそれぞれ電解液に対
して浸透性である。I!極は、例えば孔あきシート又は
プレート、エキスバンドメツシュ、又は織線(クーブン
ヮイヤ)を用いることを含めたいくつかの方法で浸透性
にすることが出来る。陽極はIl#!極液及び塩素がそ
れを通過できる程元分に多孔性である必要があり、そし
て陰極は陰極液と水素がそれを通過できる程充分に多孔
性である必要がある。
As is clear from the figure, both the anode and the cathode are permeable to the electrolyte. I! The poles can be made permeable in a number of ways, including, for example, using perforated sheets or plates, expanded mesh, or woven wire. The anode is Il#! It needs to be inherently porous to allow the catholyte and chlorine to pass through it, and the cathode needs to be porous enough to allow the catholyte and hydrogen to pass through it.

図1の電気化学槽は、陽極36と接触しているイオン交
換膜44によって陽@36と陰極38とが離されている
ことも示している。然し、所望ならば、好ましいことで
は無いが、膜44は陰極38と接触させることも、又は
両極間に懸垂させることも可能である。イオン交換膜4
4が11!極室32を陰極室30aから分離しているこ
とが重要である。
The electrochemical cell of FIG. 1 also shows that the anode 36 and cathode 38 are separated by an ion exchange membrane 44 in contact with the anode 36. However, if desired, membrane 44 can be in contact with cathode 38 or suspended between the two electrodes, although this is not preferred. Ion exchange membrane 4
4 is 11! It is important that the electrode chamber 32 is separated from the cathode chamber 30a.

多数の構造体フレーム10を組合せて後の槽からの電解
液の漏洩を最小にするためには、少なくとも1個のガス
ケット46をフレーム10と10aの間に配置する。フ
レームの組立中に、圧縮力をフレームの外側に加えてガ
スケット物質46を圧縮して、それにイオン交換H44
を所定位置に密封させると共に完了した槽列内から摺の
外側への電解液の漏洩を最小にさせる。好ましくは膜4
4を完成した槽列内から槽の外側への電解液の漏洩を実
質上完全に阻止する様に配置する。例えばフルオロカー
ボン、塩素化ポリエチレンゴム及びエチレンプロピレン
ジエンターボリマーゴムを含め九機々のガスケット材料
が使用出来る。
In order to combine multiple structural frames 10 to minimize leakage of electrolyte from subsequent vessels, at least one gasket 46 is placed between the frames 10 and 10a. During assembly of the frame, a compressive force is applied to the outside of the frame to compress the gasket material 46 and apply ion exchange H44 to it.
The electrolyte is sealed in a predetermined position and leakage of the electrolyte from the completed cell array to the outside of the slide is minimized. Preferably membrane 4
4 is arranged so as to substantially completely prevent electrolyte from leaking from inside the completed cell row to the outside of the cells. Nine different gasket materials can be used, including, for example, fluorocarbons, chlorinated polyethylene rubber, and ethylene propylene dienetropolymer rubber.

図2Fi挿入物26aをその中に包み込んでいて、はy
平面の陽極液側表面18aから外に伸びてる複数個の円
錐台形層14bを有する平面部材12aを含む、構造体
フレーム10bの分煕部分断面透視図である。同一の肩
14cが陽極液側表面上の肩14bと鏡像関係で平面部
材12aの陰極液側面から外側に伸びる。導管又は開口
48が平面部材12aに設けられており操業中に電気化
学槽内に生じた生成物の放出を可能にしている。好まし
くは、パイプ、配管又は成形金属導管を開口48内に配
置してカバー24bに固定して槽から実質上漏洩のない
生成物の除去を促進する。同様な開口及び導管(図示せ
ず)を例えば開口48のはy対角線的に反対側の平面部
材の壁部分に設けて、導管を通して陽極室中へ塩化ナト
リウム水溶液を送入させる。
FIG. 2Fi insert 26a is wrapped therein and
FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view of a structural frame 10b that includes a planar member 12a having a plurality of frustoconical layers 14b extending out from a planar anolyte side surface 18a. An identical shoulder 14c extends outwardly from the catholyte side of planar member 12a in mirror image of shoulder 14b on the anolyte side surface. Conduits or openings 48 are provided in planar member 12a to allow for the discharge of products produced within the electrochemical cell during operation. Preferably, pipe, tubing or formed metal conduit is disposed within opening 48 and secured to cover 24b to facilitate substantially leak-free product removal from the vessel. A similar aperture and conduit (not shown) may be provided, for example, in the wall portion of the planar member diagonally opposite the aperture 48 to permit the passage of an aqueous sodium chloride solution into the anode chamber through the conduit.

同様な開口及び導管を平面部材の陰極側に設けて、例え
ば水の陰極室への送入及び生成物例えば水酸化ナトリウ
ムを含む溶液及び場合によっては水素をそこから取出さ
せる。
Similar openings and conduits are provided on the cathode side of the planar element, for example for the introduction of water into the cathode chamber and the removal of products, such as solutions containing sodium hydroxide and optionally hydrogen, therefrom.

陽極液カバー24bと陰極液カバー22aは平面部材1
2aのそれぞれの表面上に密着してぴったりはまり、そ
して若しもカバーと平面部材との間に空間があってもそ
こへそれぞれの電極基から電解液が侵入するのを阻止す
る構造である。カバー22a及び24bはブライン溶液
とそれぞれ電解液室で生成した生成物を排出し、そして
それぞれの室に原料溶液を送入する導管もその内に有し
ている。例えばカバー24b中の成形パイプ50が平面
部材中の開口48に対応して陰極室からの生成物塩素と
消耗した陽極液を容易に排出させる。エクスパンドメツ
シュ陽極36aとエキスバンドメツシュ陰極38aは図
を示したのと実質的に同様にそれぞれの陽極液及び陰極
液カバー内にびった9とはまる構造である。イオン交換
膜はシート44aとして示しである。漏洩を最小にする
ためのガスケット材料46aは電気化学横列を組立てる
に先立って構造体フレーム部材間に配置する。
The anolyte cover 24b and the catholyte cover 22a are the planar member 1.
2a, and even if there is a space between the cover and the planar member, the structure prevents the electrolyte from entering into that space from the respective electrode groups. The covers 22a and 24b also have conduits therein for discharging the brine solution and the products produced in the respective electrolyte chambers, and for introducing the raw solution into the respective chambers. For example, a molded pipe 50 in cover 24b corresponds to opening 48 in the planar member to facilitate drainage of product chlorine and depleted anolyte from the cathode chamber. Expanded mesh anode 36a and expanded mesh cathode 38a are constructed to fit with extensions 9 within their respective anolyte and catholyte covers substantially as shown. The ion exchange membrane is shown as sheet 44a. Gasket material 46a to minimize leakage is placed between the structural frame members prior to assembly of the electrochemical rows.

図3には、先の図で示した様にイオン交換膜で隔てられ
ている陽極と陰極を持つ′II:、3組の構造体フレー
ム部材のある部分的に組立てた槽列が示されている。こ
の態様では挿入物26b、26c、26d及び26eは
図1及び2に示した、ものと異なる配置である。特に、
挿入物26dは粗くした外側表面を有する管状部材で、
電気伝導性の末部部分52が物理的にも電気的にもそれ
に接続し且つ管状挿入物26dの全断面をカバーしてい
る。か\る電気的及び物理的接続はこの分野の当業者に
知られている清掻又は他の公知の結合方法によって得る
ことができる。カバー24bの周縁部分は場合によって
は(図示していない)エクスパンショングローブがあっ
て、槽の操業時のカバーの熱膨張の影響を最小にするこ
とができる。
FIG. 3 shows a partially assembled cell array with three sets of structural frame members 'II:' with an anode and a cathode separated by an ion exchange membrane as shown in the previous figure. There is. In this embodiment, inserts 26b, 26c, 26d and 26e are in a different arrangement than shown in FIGS. 1 and 2. especially,
Insert 26d is a tubular member with a roughened outer surface;
An electrically conductive distal portion 52 is physically and electrically connected thereto and covers the entire cross section of the tubular insert 26d. Such electrical and physical connections can be obtained by scraping or other known bonding methods known to those skilled in the art. The peripheral portion of the cover 24b may optionally have an expansion glove (not shown) to minimize the effects of thermal expansion of the cover during vessel operation.

NaCtブライン用の電解槽列として槽列の操作では、
ある操業条件が好ましい。1場極室中では約0.5乃至
約5.0のpHに維持するのが望ましい。原料ブライン
は好ましくは微少it(カルシウムで示して約8Qpp
m以下の)の多価カチオンだけを含有する。原料ブライ
ンのpHが3.5より低い時、原料ブラインが約70p
pm以下の二酸化炭素を含有している時は、より多い多
価カチオン濃度を許容し得る。
In operation of a cell bank as an electrolytic cell bank for NaCt brine,
Certain operating conditions are preferred. It is desirable to maintain a pH of about 0.5 to about 5.0 in the single field chamber. The raw brine preferably contains a trace amount of it (approximately 8 Qpp expressed as calcium).
Contains only polyvalent cations (up to m). When the pH of the raw brine is lower than 3.5, the raw brine is about 70p
Higher polyvalent cation concentrations can be tolerated when containing less than pm carbon dioxide.

操作に度は0°乃至110℃の、好ましくは60℃乃至
80℃の1111囲である。通常のブライン処理を行な
った後のイオン交換樹脂による多価カチオンからの精製
は膜の寿命を延長するのに特に有効である。原料ブライ
ン中の低い鉄含量は膜の寿命を延長するために望ましい
。好ましくは塩酸を添加してブライン原料のpHを4.
0より低いpl(に維持する。好ましくは操作圧力は7
気圧より低く維持する。
The operating temperature is between 0° and 110°C, preferably between 60°C and 80°C. Purification from polyvalent cations with ion exchange resins after conventional brine treatment is particularly effective in extending membrane life. Low iron content in the feed brine is desirable to extend membrane life. Preferably, hydrochloric acid is added to bring the pH of the brine raw material to 4.
Maintain a pl (lower than 0). Preferably the operating pressure is 7
Maintain below atmospheric pressure.

通常、槽は1.0乃至4.0アンペア/ in”の電流
密度で操業されるが、ある場合には4.0アンペア/ 
102以上の操業は完全に許容し得る。
Typically, cells are operated at current densities of 1.0 to 4.0 amps/in'', but in some cases 4.0 amps/in''.
Operating above 102 is completely acceptable.

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

図1は本発明の一態様の断面図である。 図2は陽極、陰極及びイオン交換膜と組合わせた構造体
フレームの別の態様の分解、透視図である。 図3は本発明の電気化学槽の別の態様の断面側面図であ
る。 出 顧 人 ザ ダウ ケミカル カンパニーmyの浄
tlF(内容に変更なし) 手続補正書 昭和62年4月20日 特許庁長官−黒 1)明 雄 段 1、事件の表示 昭和62年特許願第64431、 発明の名称 電気化学槽用の構造フレーム 1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 別紙のとおり、但し明細書及び図面の内容の補正はない
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded, perspective view of another embodiment of a structural frame in combination with an anode, a cathode, and an ion exchange membrane. FIG. 3 is a cross-sectional side view of another embodiment of the electrochemical cell of the present invention. Adviser: The Dow Chemical Company My Clean TIF (No change in content) Procedural Amendment April 20, 1985 Commissioner of the Patent Office - Kuro 1) Akio Yu Dan 1, Indication of Case 1988 Patent Application No. 64431, Name of the invention Structural frame for electrochemical tank 1 Relationship with the case of the person who made the amendment Patent applicant name The Dow Chemical Company 4, agent As shown in the appendix, however, there were no amendments to the contents of the description and drawings.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、高分子材料製のほゞ平面部材の形態であり、該平面
部材の少なくとも一つの表面から外側に突出ている水平
的にも垂直的にも間隔を置いて離れている複数個の肩を
有する中央槽要素; 平面部材の一つの表面の肩の外側面から平面部材を貫通
して平面部材の反対側の表面の肩の外側面に延びる少な
くとも一つの電気伝導性の挿入物(但し、該肩の各々は
該挿入物の各々を環状に取囲み且つ支える); 該平面部材の少なくとも一つの該表面と合致して接触し
且つ該槽中の電解液と該平面部材との間の接触を最小に
する構造を有し、該槽中の電解液の腐食作用に耐える、
電気伝導性の、実質上完全に水圧的に不浸透性のライナ
ー;を有することを特徴とする電気化学槽での使用に適
した構造体フレーム。 2、該ライナーが該平面部材の陽極液側表面と接触して
おり、而して該陽極液ライナーがチタン、タンタル、ジ
ルコニウム、タングステン及びその合金から選ばれた金
属より成る特許請求の範囲第1項記載の構造体フレーム
。 3、該ライナーが該平面部材の陰極液側表面と接触して
おり、而して該陰極液ライナーが、鉄、鋼鉄、ステンレ
ス鋼、ニッケル、鉛、モリブデン、コバルト、及びその
合金から選ばれた金属より成る特許請求の範囲第1項記
載の構造体フレーム。 4、ライナーが該平面部材の相対する表面に取付けられ
ており、且つ該相対する表面が両方とも陽極液側表面で
ある特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の構造体フ
レーム。 5、ライナーが該平面部材の相対する表面に取付けられ
ており、且つ該相対する表面が両方とも陰極液側表面で
ある特許請求の範囲第1項又は第3項に記載の構造体フ
レーム。 6、ライナーが該平面部材の相対する表面に取付けられ
ており、而して該表面の一方が陽極液側表面であり且つ
反対側が陰極液側表面である特許請求の範囲第1項、第
2項又は第3項に記載の構造体フレーム。 7、陽極液ライナーがチタン又はその合金であり;少な
くとも該挿入物のいくつかは鉄系金属製であり;且つ、 該ライナーが少なくとも該鉄系金属製挿入物のいくつか
に、該チタン製ライナーと該鉄系金属製挿入物とに溶接
的に相容性の中間金属を介して溶接によつて取付けられ
ている特許請求の範囲第2項記載の構造体フレーム。 8、該挿入物がアルミニウム、銅、鉄、鋼鉄、ニッケル
、チタン、それらの金属の合金又は該金属の物理的組成
物から選ばれた金属製である特許請求の範囲第1項乃至
第7項のいずれか1項に記載の構造体フレーム。 9、平面部材の高分子材料がポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポリスル
ホン、スチレンアクリロニトリル共重合体、塩素化ポリ
ビニルクロライド、アクリロニトリルブタジエン及びス
チレン共重合体、ポリエポキシド、ポリビニルエステル
、ポリエステル及びフルオロプラスチックスから選ばれ
たものである特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれ
か1項に記載の構造体フレーム。 10、平面部材の高分子材料が、ガラス繊維、グラファ
イト繊維、炭素繊維、タルク、ガラスビーズ、アスベス
ト、及び微粉化雲母から選ばれた添加物を5乃至75重
量%含有している特許請求の範囲第1項乃至第9項のい
ずれか1項に記載の構造体フレーム。 11、高分子材料製のほゞ平面部材の形態であり、該平
面部材の少なくとも一つの表面から外側に突出ている水
平的にも垂直的にも間隔を置いて離れている複数個の肩
を有する中央槽要素; 平面部材の一つの表面の肩の外側面から平面部材を貫通
して平面部材の反対側の表面の肩の外側面に延びる少な
くとも一つの電気伝導性の挿入物(但し、該肩の各々は
該挿入物の各々を環状に取囲み且つ支える); 該平面部材の少なくとも一つの該表面と合致して接触し
且つ該槽中の電解液と該平面部材との間の接触を最小に
する構造を有し、該槽中の電解液の腐食作用に耐える、
電気伝導性の、実質上完全に水圧的に不浸透性のライナ
ー;を有することを特徴とする電気化学槽で使用する構
成の構造体フレームの複数個;而して該フレームは相互
にほゞ共平面関係に取外し可能に且つ密封可能に配置さ
れており、且つ該平面部材の各々は、該フレームの各々
の一方又は両側にある陽極又は該フレームの各々の一方
又は両側にある陰極から選ばれた電極によつて間隔を置
いて離れている;を有することを特徴とする電気化学槽
。 12、該ライナーの各々が少なくとも該挿入物の一部分
に溶接されており、且つ該電極が該挿入物に隣接した位
置でそれぞれのライナーに溶接されている特許請求の範
囲第9項記載の槽。
[Scope of Claims] 1. In the form of a substantially planar member made of a polymeric material, horizontally and vertically spaced apart projecting outwardly from at least one surface of the planar member; a central tank element having a plurality of shoulders; at least one electrically conductive conductor extending from the outer surface of the shoulder on one surface of the planar member through the planar member to the outer surface of the shoulder on the opposite surface of the planar member; an insert, wherein each of the shoulders annularly surrounds and supports each of the inserts; in mating contact with the surface of at least one of the planar members and in contact with the electrolyte in the bath and the planar member; having a structure that minimizes contact between the electrolyte and the electrolyte in the bath,
A structural frame suitable for use in an electrochemical cell, characterized in that it has an electrically conductive, substantially completely hydraulically impermeable liner. 2. The liner is in contact with the anolyte side surface of the planar member, and the anolyte liner is made of a metal selected from titanium, tantalum, zirconium, tungsten and alloys thereof. Structural frame as described in section. 3. The liner is in contact with the catholyte side surface of the planar member, and the catholyte liner is selected from iron, steel, stainless steel, nickel, lead, molybdenum, cobalt, and alloys thereof. The structure frame according to claim 1, which is made of metal. 4. The structure frame according to claim 1 or 2, wherein the liner is attached to opposing surfaces of the planar member, and both of the opposing surfaces are anolyte side surfaces. 5. The structure frame according to claim 1 or 3, wherein the liner is attached to opposing surfaces of the planar member, and both of the opposing surfaces are catholyte side surfaces. 6. Liners are attached to opposing surfaces of the planar member, such that one of the surfaces is an anolyte side surface and the opposite side is a catholyte side surface, Claims 1 and 2 The structure frame according to item 1 or 3. 7. the anolyte liner is titanium or an alloy thereof; at least some of the inserts are made of a ferrous metal; and the liner is made of at least some of the ferrous metal inserts; 3. A structural frame according to claim 2, wherein the structural frame is attached to the ferrous metal insert by welding via a weld-compatible intermediate metal. 8. Claims 1 to 7, wherein said insert is made of a metal selected from aluminum, copper, iron, steel, nickel, titanium, alloys of these metals, or physical compositions of said metals. The structure frame according to any one of the above. 9. The polymer material of the planar member is polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polysulfone, styrene acrylonitrile copolymer, chlorinated polyvinyl chloride, acrylonitrile butadiene and styrene copolymer, polyepoxide, polyvinyl ester, polyester and fluoroplastics. A structural frame according to any one of claims 1 to 8, which is selected. 10. Claims in which the polymeric material of the planar member contains 5 to 75% by weight of an additive selected from glass fibers, graphite fibers, carbon fibers, talc, glass beads, asbestos, and micronized mica. The structure frame according to any one of Items 1 to 9. 11. in the form of a substantially planar member of polymeric material having a plurality of horizontally and vertically spaced shoulders projecting outwardly from at least one surface of the planar member; at least one electrically conductive insert extending from the outer surface of the shoulder on one surface of the planar member through the planar member to the outer surface of the shoulder on the opposite surface of the planar member; each of the shoulders annularly surrounding and supporting each of the inserts); matingly contacting the surface of at least one of the planar members and providing contact between the electrolyte in the bath and the planar members; having a structure that minimizes and resists the corrosive effects of the electrolyte in the bath;
a plurality of structural frames configured for use in an electrochemical cell, characterized in that they have: an electrically conductive, substantially completely hydraulically impermeable liner; removably and sealably arranged in coplanar relationship, and each of said planar members being selected from an anode on one or both sides of each of said frames or a cathode on one or both sides of each of said frames. an electrochemical cell characterized in that it has: spaced apart electrodes; 12. The vessel of claim 9, wherein each of the liners is welded to at least a portion of the insert, and the electrode is welded to the respective liner at a location adjacent to the insert.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007508456A (en) * 2003-10-14 2007-04-05 バイエル マテリアルサイエンス アーゲー Structural unit for bipolar electrolyzers

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JP2007508456A (en) * 2003-10-14 2007-04-05 バイエル マテリアルサイエンス アーゲー Structural unit for bipolar electrolyzers

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