JPS635472B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は積重ね式フイルタプレス型の電解槽
に関するものである。

フイルタプレス型の単極電解槽は多数の交互に
配列した陽極と陰極とから成り、各陽極はセパレ
ータによつて隣接した一つまたは複数の陰極と分
離されて、電解槽内に多数の分離した陽極隔室お
よび陰極隔室を形成している。電解槽の陽極隔室
には、適当には共通ヘツダから電解槽に電解液を
供給する装置および電解槽から電解生成物を除去
する装置が設けられる。同様に、電解槽の陰極隔
室には電解槽から電解生成物を除去する装置およ
び必要に応じて電解槽に水または他の流体を供給
する装置が設けられる。

電解槽は隔膜型でも膜型のものでもよい。隔膜
型電解槽では、隣接した陽極と陰極との間に配置
されたセパレータは微孔性であり、使用中電解液
は隔膜を通つて電解槽の陽極隔室から陰極隔室へ
動く。膜型電解槽ではセパレータは本質的には水
力学的に不浸透性であり、使用中イオン種は電解
槽の陽極隔室と陰極隔室との間を、膜を横切つて
運ばれる。膜は一般には陽イオン選択性である。

上記型式の電解槽はアルカリ金属塩化物の水溶
液の電解に用いられ得る。このような溶液を隔膜
型の電解槽で電解する場合には溶液は電解槽の陽
極隔室に供給され、電解で生成される塩素は電解
槽の陽極隔室から除去され、アルカリ金属塩化物
溶液は隔膜を通り、そして電解で生成された水素
およびアルカリ金属水酸化物は陰極隔室から除去
され、アルカリ金属水酸化物はアルカリ金属塩化
物アルカリ金属水酸化物との水溶液の形態で除去
される。アルカリ金属塩化物の水溶液を陽イオン
選択性膜を備えた膜型の電解槽で電解する場合に
は、水溶液は電解槽の陽極隔室に供給され、電解
で生成した塩素および涸渇したアルカリ金属塩化
物溶液は膜を横切つて水またはアルカリ金属水酸
化物の希薄溶液の供給され得る陰極隔室に運ば
れ、そして水素およびアルカリ金属水酸化物溶液
は電解槽の陰極隔室から除去される。

フイルタプレス型の単極電解槽は特に塩化ナト
リウムの水溶液の電解による塩素と水酸化ナトリ
ウムの製造に用いられ得る。

このようなフイルタプレス型の電解槽は非常に
多数の交互に配置した陽極と陰極とを有し、例え
ば50個の陽極と50個の陰極とを交互に配置して構
成することができるが、しかしそれ以上の数例え
ば150個までの陽極と陰極とを交互に配置して構
成してもよい。

上記型式のフイルタプレス型の電解槽では、電
解槽内の各陽極は一般には良好な導電率をもちか
つ比較寸法の大きな導体を介して共通陽極母線に
接続され、また各陰極は一般には上記のような導
体を介して共通陰極母線に接続される。電気導体
は適当には銅から成るが、良好な導電率をもつ他
の金属を用いてもよい。フイルタプレス型の電解
槽では、電解槽が非常に多数の交互に配置した陽
極と陰極とから成る場合、電解槽には比較的寸法
の大きな非常に多数の導体が組合されることが認
められる。これらの導体は特に銅から成る場合に
は高価となり、またフイルタプレス型の電解槽で
はそのような導体が非常に多数必要となるので、
これらの導体はこのような電解槽の基本コストの
相当な部分を占めることになる。さらに、使用
中、小さいが相当な電圧降下が各導体において生
じることになる。

このような電解槽のコストを下げると共に各導
体に伴なう電圧降下によつて生じる電力損失を減
少するためフイルタプレス型の単極電解槽におけ
る比較的寸法の大きい上記電気導体の少なくとも
幾本かを除去することは有利である。

この発明は、比較的寸法の大きい電気導体の数
を減して上述の利益をもつフイルタプレス型の単
極電解槽に関する。さらに、この発明の電解槽
は、そのような電解槽を収容する電解槽室に必要
とされる床面積を、フイルタプレス型の公知の電
解槽を収容する電解槽室に必要な床面積と比較し
て大幅に減少できるという別の利益をもたらす。

この発明は、多数の陽極と陰極とをほぼ垂直に
配置し、各陽極をセパレータによつて隣接した一
つまたは複数の陰極から仕切つたフイルタプレス
型の単極電解槽単位装置を二つまたはそれ以上互
いに重ねて設けた積重ね式フイルタプレス型の電
解槽において、頂部または底部のフイルタプレス
型の電解槽単位装置の陽極が母線に接続する電気
導体に取付けられ、底部または頂部のフイルタプ
レス型の電解槽単位装置の陰極が母線に接続する
電気導体に取付けられ、また上記の各電気導体に
取付けられない隣接したフイルタプレス型の電解
槽単位装置の陽極および陰極が電気接続体を介し
て互いに接続されていることを特徴とするフイル
タプレス型の電解槽を提供する。

電解槽単位装置を相互に重ねて配置することは
従来種々提案されてきた。例えば英国特許第
1479490号明細書には少なくとも二つの電解槽を
有し、各電解槽が実質的に垂直かつ平行な陽極板
と電解槽の壁に結合した実質的に垂直かつ平行な
陰極とを交互に配置した構造をもち、そして各電
解槽が電解用の電解液を供給する管および電解生
成物を除去する管と連通し、電解槽が互いに上下
に垂直に重ねられそしてそれらの陽極が共通電流
コレクタに並列に接続される電解装置が開示され
ている。

この発明の電解槽はこの公知の電解装置とは次
の点において区別される。すなわち、上記の公知
の電解装置では各電解槽は、単一陽極隔室が多数
の陽極と組合されそして多数の相互に結合した陰
極ポケツトまたはフインガと組合さつた単一陰極
隔室から適当なセパレータによつて分離されたい
わゆるタンク型のものであり、これに対してこの
発明の電解槽における電解槽単位装置は多数の陽
極および陰極隔室を形成するようにセパレータに
よつて互いに仕切られた多数の陽極と陰極とから
成るフイルタプレス型のものである。さらに、こ
の従来提案された電解装置では隣接電解槽の陽極
の幾つかは共通電流コレクタに並列に接続され、
一方この発明の電解槽では隣接電解槽の陽極およ
び陰極の幾つかは電気接続体を介して定義した仕
方で接続され、それで使用中電流は一つの電解槽
単位装置の陽極と場合に応じてこの電解槽単位装
置の上側または下側に配置された隣接した電解槽
単位装置の陰極との間に流れる。

また英国特許第1362127号明細書には多数の電
解槽単位装置を互いに上に重ねて配列した隔膜電
解槽が提案されている。この電解槽では電解槽単
位装置は水平型のものであり、そして実質的に水
平にのびる板に電気的に接続される陽極と陰極と
から成つている。電解槽単位装置は、金属陰極フ
レームと、陰極フレームを横切つてのび間に空所
をもつて並置した一連の上方にのびたリブを形成
する波形の金属陰極スクリーンと、陰極が電気的
に接続される金属底板と、陰極スクリーンのリブ
間に突出した陽極刃状体または波状体および水平
背板を備えた陽極フレームとから成つている。こ
の発明の電解槽はこの従来提案された電解槽と次
の点で区別される。すなわち、この発明の電解槽
の電解槽単位装置は各単位装置に多数の陽極隔室
と陰極隔室とを備えたフイルタプレス型のもので
あり、これに対して、上述の従来提案された電解
槽の電解槽単位装置は各単位装置に一つの陽極隔
室と一つの陰極隔室とを備えたタンク型のもので
ある。従来提案された電解槽では、電解槽単位装
置は電解槽間に接続体を備えて互いに上に重ねて
配置される。好ましい形状の電気接続体は隣接し
た電解槽単位装置の波形陽極板と組合さつた電解
槽単位装置の波形陰極板によつて形成され、波形
陽極板と波形陰極板との間の空所は排気され、こ
れらの板は互いに電気的に接触して保持され得る
ようにされる。電気的に接触させる前に陽極板お
よび陰極板の表面は砂吹きされ、そして一面また
は両面に軟質金属例えば銅、銀、鉛、すずまたは
アルミニウムが吹き付けられ得る。この発明の電
解槽単位装置内の電気的接続は従来提案された電
解槽の場合より非常に簡単であり、すなわち従来
提案された電解槽の場合のように陽極板および陰
極板の表面の全体間を電気的に接続する必要がな
く、また真空を用いる必要もない。

この発明の電解槽においては、隣接した電解槽
単位装置の陰極に電気的に接続される一つの電解
槽単位装置の陽極は個々の陽極と陰極との間の比
較的簡単な電気接続体によつて接続され得る。例
えば、陽極および陰極は互いにボルト締め、溶接
またはろう付けされ、或いは簡単な接続部片例え
ば比較的寸法の小さい簡単な銅接続体を介して接
続され得る。

代りに、隣接した電解槽単位装置の陰極に電気
的に接続される一つの電解槽単位装置の陽極は共
通電気導体を介して例えば比較的簡単な寸法の銅
導体に接続され得る。電気接続体は電力損失を最
少にするためできる限り短かいのが望ましい。電
気接続は簡単であり、特に比較的断面の大きな接
続体例えば大きな銅接続体を用いる必要がない。
陽極と陰極との間の接続点に、導電性でしかも水
素の通過を防止させる銅または銀のような金属ま
たは合金例えばその層を設けるのが望ましい。

どのような接続手段を選択しても電解槽単位装
置を互いに上に重ねて配置したこの発明の電解槽
は、母線に接続する必要がある比較的寸法の大き
な電気導体の数を、従来構造のフイルタプレス型
の電解槽に必要とされる導体の数に比較して減少
させることが認められる。実際、必要な比較的寸
法の大きな電気導体の数はこの発明の電解槽にお
ける互いに上に重ねて配置される電解槽単位装置
の数に逆比例する。

さらに、この発明の電解槽は、電気的に接続さ
れる隣接電解槽単位装置の陽極と陰極との間の電
流の流れが比較的直線状であり、従つて接続を簡
単化できるという付加的利益をもたらす。このた
め、好ましくは電気的に接続される隣接電解槽単
位装置における陽極および陰極は、電気的接続が
容易にできるだけ簡単にできしかも電流ができる
だけ直線状に流れるように本質的に直線状に互い
に上に重ねて位置決めされる。また電解槽の電解
槽単位装置が互いに上に重ねて位置決めされるの
で、所与生産能力の電解槽用の電解槽室に必要な
床面積は、電解槽単位装置を電解槽室の同一レベ
ルに並置した従来構造のフイルタプレス型の電解
槽と比較して非常に減少されることが認められ
る。

この発明の電解槽において互いに上に重ねて配
置するのが望ましい電解槽単位装置の数は個々の
電解槽単位装置の寸法、特に電解槽単位装置の高
さ、および電解槽において望ましい全高に関係す
る。

電解槽は例えば互いに重ねて配置した二つの電
解槽単位装置または互いに重ねて配置した三つま
たはそれ以上の電解槽単位装置から成り得る。

電解槽が三つの電解槽単位装置から成る場合に
は、底部の電解槽単位装置における陽極は母線に
接続する電気導体に取付けられ、また頂部の電解
槽単位装置における陰極は母線に接続する電気導
体に取付けられ、さらに中間の電解槽単位装置に
おける陽極および陰極はそれぞれ底部の電解槽単
位装置における陰極および頂部の電解槽単位装置
における陽極に電気的に接続され得る。

代りに、電解槽が三つの電解槽単位装置から成
る場合、頂部の電解槽単位装置における陽極は母
線に接続する電気導体に取付けられ、底部の電解
槽単位装置における陰極は母線に接続する電気導
体に取付けられ、また中間の電解槽単位装置にお
ける陽極および陰極はそれぞれ頂部の単位装置に
おける陰極および底部の単位装置における陽極に
電気的に接続され得る。

この発明の電解槽の最も簡単な構造は、互いに
重ねて配置した二つの電解槽単位装置から成るも
のである。この場合、下側の単位装置における陽
極は母線に接続する電気導体に取付けられ、上側
の単位装置における陰極は母線に接続する電気導
体に接続され、また下側の単位装置における陰極
は上側の単位装置における陽極に電気的に接続さ
れ得る。代りに、上側の単位装置における陽極を
母線に接続する電気導体に取付け、下側の単位装
置における陰極を母線に接続する電気導体に取付
け、そして上側の単位装置における陰極を下側の
単位装置における陽極に電気的に接続してもよ
い。

各電解槽単位装置の陽極隔室には、適当には共
通ヘツダから隔室へ電解液を供給する装置および
隔室から電解生成物を除去する装置が設けられ
る。同様に、各電解槽単位装置の陰極隔室には隔
室から電解生成物を除去する装置および必要なら
ば隔室へ水または他の流体を供給する装置が設け
られる。

例えば、電解槽をアルカリ金属塩化物水溶液の
電解に用いる場合には、各電解槽単位装置の陽極
隔室には陽極隔室にアルカリ金属塩化物水溶液を
供給する装置および塩素を除去する装置並びに必
要ならば陽極隔室から涸渇したアルカリ金属塩化
物水溶液を除去する装置が設けられ、また各電解
槽単位装置の陰極隔室には陰極隔室から水素およ
びアルカリ金属水酸化物を含んだ電解槽液を除去
する装置、並びに必要ならば陰極隔室に水または
アルカリ金属水酸化物の希薄溶液を供給する装置
が設けられる。

電解槽は隔膜型でも膜型でもよい。隔膜型電解
槽では、電解槽単位装置における分離した陽極隔
室と陰極隔室を形成するため隣接した陽極と陰極
との間に配置したセパレータは微孔性であり、そ
して使用中電解液は隔膜を通つて陽極隔室から陰
極隔室へ流れる。従つて、アルカリ金属塩化物水
溶液を電解する場合、生成される電解槽液はアル
カリ金属塩化物とアルカリ金属水酸化物との水溶
液から成つている。膜型電解槽では、セパレータ
は本質的に流体力学的に不浸透性であり、そして
使用においては膜を横切つて電解槽の隔室間でイ
オン種が運ばれる。従つて膜が陽イオン交換膜で
ある場合、陽イオンは膜を横切つて運ばれ、また
アルカリ金属塩化物水溶液を電解する場合には電
解槽液はアルカリ金属水酸化物の水溶液から成
る。

電解槽に使用されることになるセパレータが微
孔性隔膜である場合には、隔膜の性質は電解槽で
電解されることになる電解液の性質に関係する。
隔膜は電解液および電解生成物による退化に耐え
る必要があり、そしてアルカリ金属塩化物の水溶
液を電解する場合には隔膜は適当には、塩素やア
ルカリ金属水酸化物のような電解生成物による退
化に一般に耐えるフツ素含有高分子材料から成
る。好ましくは、微孔性隔膜はポリテトラフルオ
ロエチレンから成るが、その他の材料例えばテト
ラフロオロエチレン―ヘキサフルオロプロピレン
共重合体、フツ化ビニリデン重合体および共重合
体並びにフツ化エチレン―プロピレン共重合体を
用いることもできる。

適当な微孔性隔膜は例えば英国特許第1503915
号明細書に記載された繊維で相互結合したミクロ
組織の節をもつポリテトラフルオロエチレン製の
微孔性隔膜や英国特許第1081046号明細書に記載
されたポリテトラフルオロエチレンの板から粒子
状充填剤を抽出して作つた微孔性隔膜である。そ
の他の適当な微孔性隔膜は当該技術分野において
提案されているものである。

電解槽に使用するセパレータが陽イオン交換膜
である場合には、膜の性質は電解槽で電解される
ことになる電解液の性質に関係する。膜は電解液
および電解生成物による退化の耐える必要があ
り、そしてアルカリ金属塩化物の水溶液を電解す
る場合には膜は適当には陽イオン交換属例えばス
ルホン酸、カルボン酸またはリン酸属、またはそ
れらの誘導体、もしくは二つまたはそれ以上の属
の混合物を含んだフツ素含有高分子材料から成
る。

適当な陽イオン交換膜は例えば英国特許第
1184321号、同第1402920号、同第1406673号、同
第1455070号、同第1497748号、同第1497749号、
同第1518387号および同第1531068号に開示されて
いる。

セパレータは、隣接した陽極と陰極との間に位
置して密封ガスケツトとして作用し得る適当に形
成された板に装着されても、或いは代りに電解槽
単位装置の陽極と陰極との間の適当な位置に単に
保持されてもよい。必要ならば、電解槽単位装置
は、電解槽単位装置内に所望の寸法をもつ陽極お
よび陰極隔室および特に所望の陽極・陰極ギヤツ
プを形成するため、陽極とセパレータとの間およ
び（または）陰極とセパレータとの間に位置決め
されて密封ガスケツトとして作用し得る間隔板を
備えてもよい。

間隔板は、好ましくは電解槽単位装置内の液体
およびガスに耐える電気絶縁性材料から成る必要
がある。適当な材料としてはフツ素含有高分子材
料であるが、非フツ化材料を用いてもよい。

電解槽の単位装置における陽極および陰極を構
成する材料は電解槽で電解されることになる電解
液の性質に関係する。従つて、アルカリ金属塩化
物水溶液を電解する場合には、陽極は適当には膜
形成金属または合金例えばジルコニウム、ニオ
ブ、タングステンまたはタンタルから成るかまた
は少なくともその活性領域を備えるが、しかし好
ましくはチタンから成るかまたは少なくともその
活性領域を備え、また陽極の表面は適当には導電
性で電気触媒的に活性の材料の被覆を備えてい
る。この被覆は一つまたはそれ以上の白金属金属
すなわち白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウ
ム、オスミウムまたはパラジウムおよび（また
は）これら金属の一つまたはそれ以上の酸化物か
ら成り得る。白金属金属および（または）酸化物
の被覆は一つまたはそれ以上の非貴金属酸化物特
に一つまたはそれ以上の膜形成金属酸化物例えば
二酸化チタンとの混合物の形で形成され得る。ア
ルカリ金属塩化物の水溶液を電解する場合電解槽
内の陽極被覆として用いられる導電性で電気触媒
的に活性の材料並びにそのような被覆を施す方法
は当該技術分野において公知である。

陽極は好ましくは小孔構造のものであり、そし
て例えば有孔性板、網またはメツシユ、海綿状金
属の形態、または好ましくは実質的に垂直に互い
に平行に配置された多数の細長い部材の形態例え
ば多数のルーバ、刃状体または条片の形態を取り
得る。多数の細長い部材は有利には膜形成金属の
板を細長く切り押圧することによつて形成され
る。例えばこうして得られたルーバ板は適当には
膜形成金属板の最初の面に対して直角に曲げられ
るかまたは必要ならばこの面に対して傾斜され得
る。ルーバ板は好ましくは陽極板の平面に対して
60゜以上の角度で傾斜される。

電解槽単位装置の陰極は鉄または軟鋼或いは他
の適当な金属例えばニツケルで作られるかまたは
少なくともその活性領域を備えることができ、そ
してこれらの陰極は簡単に小孔構造例えば有孔性
板、網またはメツシユ、海綿状金属または多数の
細長い部材の形態でもよい。

電解槽単位装置の個々の陽極隔室には隔室に電
解液を供給する装置および隔室から電解生成物を
除去する装置が設けられる。同様に、電解槽単位
装置の個々の陰極隔室には隔室から電解生成物を
除去する装置および必要ならば隔室へ水または他
の液体を供給する装置が設けられる。このような
装置はそれぞれの隔室の各々へまたは各々から連
通する別個の管で構成することができるが、その
ような構造は不必要に複雑かつ厄介となり、また
電解槽の好ましい実施例では電解槽単位装置は活
性金属陽極部分を備えた陽極板、活性金属陰極部
分を備えた陰極板、これらの板に任意に取付けら
れたセパレータおよび任意に間隔板から成り、セ
パレータは板に取付けられないときには多数の開
口を備え、電解槽単位装置内にそれらの長手方向
に別個の隔室を画定し、電解液は電解槽単位装置
の陽極隔室に供給されそして電解生成物は電解槽
単位装置の陽極および陰極隔室から除去され得
る。

電解槽単位装置が流体力学的に不浸透性の隔膜
から成る場合には、板に電解槽単位装置の長手方
向に二つまたは三つの隔室を画定する二つまたは
三つの開口が設けられ、これらの開口から電解槽
単位装置の陽極隔室へ電解液が供給されそしてこ
れらの開口を介して電解槽単位装置の陽極および
陰極室から電解生成物が除去され得る。

電解槽単位装置が陽イオン選択性膜から成る場
合には、板に単位装置の長手方向に四つの隔室を
画定する四つの開口が設けられ、これらの開口か
らそれぞれ電解槽単位装置の陽極および陰極隔室
へ電解液および水または他の流体が供給され、そ
してこれらの開口を介して電解槽単位装置の陽極
および陽極隔室から電解生成物が除去され得る。

電解槽単位装置の長手方向の隔室は板例えば板
の面または壁適当には間隔板における通路を介し
て電解槽単位装置の陽極隔室および陰極隔室と連
通し得る。

板は、電解槽単位装置を組立てたとき可撓性お
よび弾性が液密を得るのに役立つので、適当には
可撓性、好ましくは弾性である。

電解槽単位装置では、単位装置の陽極隔室と連
通する単位装置の長手方向の隔室は単位装置の陰
極隔室と連通する単位装置の長手方向の隔室から
電気的に絶縁される必要がある。

この電気絶縁は種々の方法で行なうことができ
る。例えば、各板における開口は電気絶縁材料で
画定され得る。従つて、もしあれば間隔板は電気
絶縁材料のフレーム部材の形状を成し、電解槽単
位装置内で単位装置の長手方向の隔室の一部を成
す開口はフレーム部材における開口によつて画定
される。同様に、電解槽単位装置の陽極および陰
極は各々電気絶縁性材料のフレーム部材内に位置
されかつこのフレーム部材によつて支持され、電
解槽単位装置内で単位装置の長手方向の隔室の一
部を成す開口はフレーム部材における開口で画定
される。

必要ならば、間隔板の機能および陽極または陰
極の支持は適当な形状の単一フレーム部材によつ
て達成され得る。

代りに、電解槽単位装置の陽極および陰極は一
部電気絶縁性材料から成り、また一部金属から成
り得る。電解槽単位装置において単位装置の長手
方向の隔室の一部を成す板における開口は陽極板
または陰極板の金属部分および電気絶縁性材料か
ら成る板の一部分に形成され、こうして長手方向
隔室の所望の電気絶縁が達成され得る。

間隔板は電気絶縁性材料から成る必要がある。
電気絶縁材料は望ましくは電解槽単位装置内の液
体に耐え、そして適当にはフツ素含有高分子材料
である。

この発明の電解槽における電解槽単位装置を形
成し得る適当なフイルタプレス型の電解槽は、隔
膜電解槽を提案しているドイツ連邦共和国公開特
許第2809333号明細書および膜電解槽を提案して
いるドイツ連邦共和国公開特許第2809332号明細
書に開示されている。

以下この発明を添付図面について説明する。

第１図を参照すると、電解槽は、多数のルーバ
状陰極２と多数のルーバ状陽極３とを交互に配置
して成るフイルタプレス型の下方電解槽単位装置
１、および各隣接した陽極と陰極との間に配置さ
れて電解槽単位装置１を多数の陽極隔室と陰極隔
室とに分割する陽イオン交換膜から成るセパレー
タ５を有している。同様に、フイルタプレス型の
上方電解槽単位装置６は多数のルーバ状陰極２と
多数のルーバ状陽極３とを交互に配置して成り、
また各隣接した陽極と陰極との間に陽イオン交換
膜から成るセパレータ５が配置されて電解槽単位
装置６を多数の陽極隔室と陰極隔室とに分割して
いる。

下方電解槽単位装置１における各ルーバ状陰極
２は上方電解槽単位装置６におけるルーバ状陽極
３の下に配置され、下方電解槽単位装置１におけ
る各ルーバ状陰極２の下端部に形成されたフラン
ジ２ａは陰極母線（図示してない）に接続される
銅から成り得る電気導体７に取付けられ、また上
方電解槽単位装置６における各陽極３の上端部ニ
形成されたフランジ３ａは陽極母線（図示してな
い）に接続される銅から成り得る電気導体８に取
付けられている。下方電解槽単位装置１における
陰極２と電気導体７との間および上方電解槽単位
装置６における陽極３と電気導体８との間の取付
けは任意の適当な手段によつてなされ得、その一
例を後で第３図に関して説明する。

下方電解槽単位装置１における各陽極３は上方
電解槽単位装置６における陰極２の下に位置決め
され、そして各陽極３の上端部に形成されたフラ
ンジ３ｂはそのすぐ上に配置された陰極２の下端
部に形成されたフランジ２ｂに、任意の適当な手
段から成り得る電気接続体（図示してない）によ
つて電気的に接続され、その一例を後で第２図に
関して説明する。また水素の通過を阻止する導電
性材料例えば銅または銀の条片（図示してない）
を接続点において陰極と組合さつた陽極との間に
配置して、良好な電気的接続を保証しかつ陰極か
ら陽極への水素の拡散を減少させるようにするこ
とができる。

陰極３は軟鋼、ニツケルまたは他の金属から成
り、また陽極２は膜形成金属例えばチタンから成
りそして導電性で電気触媒的に活性の材料の被覆
を備えてもよい。第１図に示す電解槽の実施例は
単に概略的に示しそして特に電解槽内の電気的接
続および一つの電解槽単位装置の他の電解槽単位
装置に対する陽極および陰極構造を示すものであ
る。電解槽へ電解液を供給する装置および電解槽
から電解生成物を除去する装置は図示してない。

電解槽の動作において、電解液は電解槽単位装
置の陽極隔室に充てんされ、減損した電解液は電
解槽単位装置の陽極隔室から除去され、また電解
生成物は電解槽単位装置の陽極および陰極隔室か
ら除去される。例えば、電解液がアルカリ金属塩
化物の水溶液である場合、この水溶液は電解槽単
位装置の陽極隔室に充てんされ、塩素および減損
したアルカリ金属塩化物溶液は陽極隔室から除去
され、そして水素およびアルカリ金属水酸化物の
水溶液は電解槽単位装置の陰極隔室から除去され
る。電解槽単位装置にはまた単位装置の陰極隔室
に水を供給する装置が設けられ得る。

動作において電流は下方電解槽単位装置１の電
気導体７からこの下方電解槽単位装置１の陰極２
へ流れ、そして膜５を通つて陰極２の各側に位置
した陽極３へ流れ、下方電解槽単位装置１の陽極
３から上方電解槽単位装置６の陰極２へ、上方電
解槽単位装置６の陰極２から膜５を通つて上方電
解槽単位装置６の陽極３へ、そして最後に上方電
解槽単位装置６の陽極３から電気導体８へ流れ
る。

第２図には下方電解槽単位装置１の陽極３およ
びこの陽極３のすぐ上に位置した上方電解槽単位
装置６の組合さつた陰極２を示す。陽極３は多数
の垂直に配置したルーバ９および四つの開口１
０，１１，１２，１３から成り、これらの開口
は、陽極３と、同じ開口を備えた組合さつた陰極
２と、膜５とが電解槽単位装置に組立てられたと
き電解槽単位装置の長手方向にのびる四つの隔室
を画定する。陽極３において電解槽単位装置の長
手方向の隔室の一部を成す開口１３（この開口１
３を介して電解液が電解槽に供給され得る）は陽
極３のルーバ状部分９および陽極隔室に陽極面内
の通路１４を介して連通している。開口１１（こ
の開口を介して減損した電解液および電解生成物
が電解槽単位装置の陽極隔室から除去され得る）
は陽極３のルーバ状部分９および陽極隔室に陽極
面における通路１５を介して連通している。少な
くともルーバ９から成る陽極部分は金属である。
開口１０，１１，１２，１３を画定している部分
は電気絶縁性材料から成ることができ、例えばル
ーバ９から金属陽極部分は開口１０，１１，１
２，１３を画定している電気絶縁性材料のガスケ
ツト内に挿入され得る。代りに、開口１１，１３
を画定しているこれらの部分は、開口１１，１３
が金属材料から成り得る開口１０，１２と電気的
に絶縁されるように電気絶縁性材料から成ること
ができる。

陰極２は多数の垂直に配置されたルーバ１６お
よび四つの開口１７，１８，１９，２０から成
り、これらの開口は、陰極２と、同様な開口を備
えた組合さつた陽極３と、膜５とが電解槽単位装
置に組立てられたとき単位装置の長手方向にのび
る四つの隔室を画定する。陰極２において電解槽
単位装置の長手方向の隔室の一部を成す開口１７
（この開口を介して電解槽単位装置に水が充てん
され得る）は陰極２のルーバ状部分１６および陰
極隔室に陰極面における通路２１を介して連通し
ている。開口１９（この開口を介して電解槽単位
装置の陰極隔室から電解生成物が除去され得る）
は陰極２のルーバ状部分１６および陰極隔室に陰
極面における通路２２を介して連通している。ル
ーバ１６から成る少なくとも陰極部分は金属であ
る。開口１７，１８，１８，２０を画定している
部分は電気絶縁性材料から成ることができ、例え
ばルーバ１６から成る金属陰極部分は開口１７，
１８，１９，２０を画定している電気絶縁性材料
のガスケツト内に挿入され得る。代りに開口１
７，１９を画定している部分は、開口１７，１９
が金属材料によつて画定され得る開口１８，２０
と電気的に絶縁されるように電気絶縁性材料から
成ることができる。

電解槽単位装置の長手方向の隔室は適当なヘツ
ダ（図示しない）に連結され、上記ヘツダから電
解槽単位装置へ電解液および水が供給され得、そ
してまた隔室に連結され得る適当なヘツド（図示
してない）に電解槽単位装置から電解生成物が送
られ得る。

陽極３は突出したフランジ２３を備えており、
このフランジ２３はボルト２４によつて陰極２に
おける対応したフランジ（図示してない）に電気
的に接続されており、これらフランジおよびボル
トは電気接続体を成している。

第３図には下方電解槽単位装置１の陰極２およ
び陰極２のすぐ上に位置した上方電解槽単位装置
６の組合さつた陽極３を示す。第２図の陰極２お
よび陽極３の部分と同じである第３図の陰極２お
よび陽極３の部分は同じ番号で示す。下方電解槽
単位装置１の陰極２はフランジ２５を備え、この
フランジ２５は銅導体２６にボルト２７によつて
取付けられる。同様に、上方電解槽単位装置の陽
極３はフランジ２８を備え、このフランジ２８は
銅導体２９にボルト３０によつて取付けられる。

第４図は第１図の電解槽の一部分を示す斜視図
である。第２，３図に用いた番号の幾つかは第４
図において同じ部分を示すのに用いているが、簡
明にするため第２，３図で用いた番号の幾つかは
省略されている。第４図の電解槽は下方電解槽単
位装置１および上方電解槽単位装置６から成つて
いる。上方電解槽単位装置６においてはイオン交
換膜３１は陰極２と各隣接した陽極３との間に配
置される。このイオン交換膜３１は上方電解槽単
位装置における陽極３の開口１０，１１，１２，
１３および上方電解槽単位装置の陰極２における
開口１７，１８，１９，２０に相応した開口を備
えている。同様に、下方電解槽単位装置１におい
ては、イオン交換膜３２は陽極３と各隣接した陰
極２との間に配置される。このイオン交換膜３２
は下方電解槽単位装置の陰極２における開口１
７，１８，１９，２０および下方電解槽単位装置
における陽極３の開口１０，１１，１２，１３に
相応した開口を備えている。

電解槽は電解槽単位装置の陽極と陰極と膜とを
例えばボルト締めによつて互いに取付けることに
よつて組立てられる。必要ならば、適当な変形し
得るガスケツトを用いて電解槽単位装置が漏れな
いようにすることができるが、このようなガスケ
ツトを用いることは本質的なことではない。電解
槽単位装置は当然図示してない端板を備えてい
る。

アルカリ金属塩化物水溶液を電解するため、こ
の水溶液はヘツダ（図示してない）から下方電解
槽単位装置の陽極３における開口１３によつて一
部分形成された下方電解槽単位装置の長手方向の
隔室および上方電解槽単位装置の陽極３における
開口１３で一部分形成された上方電解槽単位装置
の長手方向の隔室に入れられ、そして減損したア
ルカリ金属塩化物水溶液および電解で生成した塩
素は下方電解槽単位装置の陽極３における開口１
１で一部分形成された下方電解槽単位装置の長手
方向の隔室からおよび上方電解槽単位装置の陽極
３における開口１１で一部分形成された上方電解
槽単位装置の長手方向の隔室から除去される。

電解中、水またはアルカリ金属水酸化物希薄溶
液はヘツダ（図示してない）から下方電解槽単位
装置の陰極２における開口１７で一部分形成され
た下方電解槽単位装置の長手方向の隔室および上
方電解槽単位装置の陰極２における開口１７で一
部分形成された上方電解槽単位装置の長手方向の
隔室に送られ、そして濃縮したアルカリ金属水酸
化物水溶液および電解で生成された水素は下方電
解槽単位装置の陰極２における開口１９で一部分
形成された下方電解槽単位装置の長手方向の隔室
からおよび上方電解槽単位装置の陰極２における
開口１９で一部分形成された上方電解槽単位装置
の長手方向の隔室から除去される。

【図面の簡単な説明】

第１図は互いに重ねて配置した二つの単極電解
槽単位装置から成る電解槽の一部を示す概略図、
第２図は第１図の下方電解槽単位装置の陽極およ
びこの陽極のすぐ上に位置した上方電解槽単位装
置の組合さつた陰極を示す図、第３図は第１図の
下方電解槽単位装置の陰極およびこの陰極のすぐ
上に位置した上方電解槽単位装置の組合さつた陽
極を示す図、第４図は第１図の電解槽の一部を示
す斜視図である。 図中、１，６：電解槽単位装置、２：陰極、
３：陽極、５：陽イオン交換膜、７，８，２６，
２９：電気導体、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，２
３，２４：電気接続体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多数の陽極と陰極とをほぼ垂直に配置し、各
   陽極をセパレータによつて隣接した一つまたは複
   数の陰極から仕切つたフイルタプレス型の単極電
   解槽単位装置を二つまたはそれ以上互いに重ねて
   設けた積み重ね式フイルタプレス型の電解槽にお
   いて、頂部または底部のフイルタプレス型の電解
   槽単位装置の陽極が母線に接続する電気導体に取
   付けられ、底部または頂部のフイルタプレス型の
   電解槽単位装置の陰極が母線に接続する電気導体
   に取付けられ、また上記の各電気導体に取付けら
   れない隣接したフイルタプレス型の電解槽単位装
   置の陽極および陰極が電気接続体を介して互いに
   電気的に接続されていることを特徴とする積重ね
   式フイルタプレス型の電解槽。 ２ 一つのフイルタプレス型の電解槽単位装置の
   それぞれの陽極と隣接したフイルタプレス型の電
   解槽単位装置のそれぞれの陰極との間の電気的接
   続がそれら個々の陽極と陰極との間の電気接続体
   を介して行なわれている特許請求の範囲第１項に
   記載の電解槽。 ３ 隣接したフイルタプレス型の電解槽単位装置
   の陰極に電気的に接続される一つのフイルタプレ
   ス型の電解槽単位装置の陽極が電気接続体を介し
   て共通電気導体に接続されている特許請求の範囲
   第１項に記載の電解槽。 ４ 互いに電気的に接続される隣接したフイルタ
   プレス型の電解槽単位装置の陽極および陰極が本
   質的に一直線状に配置されている特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の電解槽。 ５ 互いに電気的に接続される隣接したフイルタ
   プレス型の電解槽単位装置の陽極および陰極が導
   電性でしかも水素の通過を阻止する金属または合
   金を介して電気的に接続されている特許請求の範
   囲第１〜４項のいずれかに記載の電解槽。 ６ 互いに重ねて配置した二つのフイルタプレス
   型の電解槽単位装置を有する特許請求の範囲第１
   〜５項のいずれかに記載の電解槽。 ７ フイルタプレス型の電解槽単位装置における
   セパレータがフツ素含有高分子材料の微孔性隔膜
   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 フイルタプレス型の電解槽単位装置における
   セパレータが陽イオン交換属を含むフツ素含有高
   分子材料の陽イオン交換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。 ９ フイルタプレス型の電解槽単位装置が金属陽
   極部分をもつ陽極板と、金属陰極部分をもつ陰極
   板とを備え、これらの板がフイルタプレス型の電
   解槽単位装置の長手方向の多数の隔室を画定する
   多数の開口を備え、これらの開口を介してフイル
   タプレス型の電解槽単位装置の陽極隔室に電解液
   が供給され、そしてこれらの開口を介してフイル
   タプレス型の電解槽単位装置の陽極および陰極隔
   室から電解生成物が除去され得る特許請求の範囲
   第１〜８項のいずれかに記載の電解槽。 １０ フイルタプレス型の電解槽単位装置が多数
   の開口をもつ間隔板を備え、これらの開口がフイ
   ルタプレス型の電解槽単位装置の長手方向の多数
   の隔室を画定している特許請求の範囲第９項に記
   載の電解槽。 １１ 間隔板が可撓性である特許請求の範囲第９
   項または第１０項に記載の電解槽。 １２ フイルタプレス型の電解槽単位装置の長手
   方向の隔室と陽極および陰極隔室との間の連通が
   板の面または壁における通路によつてなされてい
   る特許請求の範囲第９〜１１項のいずれかに記載
   の電解槽。 １３ 通路が間隔板の面または壁に設けられてい
   る特許請求の範囲第１２項に記載の電解槽。