JPWO2015068579A1 - イオン交換膜電解槽及び弾性体 - Google Patents

Abstract

イオン交換膜電解槽は、第２電極を押すことによりイオン交換膜を各電極に密着させる弾性体を備える。弾性体は、ベース部又は第２電極に固定される固定部と、固定部から延び、弾性変形することにより第２電極を押す弾性部とを備え、弾性部は、板状に形成されると共に、一方側の頂部がベース部に接し且つ他方側の頂部が第２電極に接するように、延びる方向に沿って凹凸状に形成される。

Description

本発明は、第１電極と第２電極との間にイオン交換膜を介在させるイオン交換膜電解槽に関する。また、本発明は、そのイオン交換膜電解槽において、第１電極に対して離間して固定されるベース部と、第２電極との間に、弾性変形する状態で配置され、第２電極を押すことによりイオン交換膜を各電極に密着させる弾性体に関する。

従来、イオン交換膜電解槽として、陽極、イオン交換膜、陰極、弾性体、ベース部の順に配列されているイオン交換膜電解槽が知られている（例えば、特許文献１及び２）。斯かるイオン交換槽電解槽においては、弾性体は、ベース部に固定される固定部と、固定部から傾斜して延びる平板バネ体とを備えている。そして、弾性変形している平板バネ体が陰極を押すことにより、イオン交換膜が陽極と陰極とにそれぞれ密着している。

ところで、特許文献１及び２に係る弾性体においては、陰極とベース部との距離が小さくなるにつれて、平板バネ体が陰極を押す力は、大きくなる。したがって、例えば設計上や製作上の誤差により、陰極とベース部との距離が小さい場合には、平板バネ体が陰極を局所的に押すため、各電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができないことがある。さらには、平板バネ体が陰極を損傷させるということも考えられる。

日本国特開２００４−２９９３号公報 日本国特開２００８−６３６１１号公報

よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができるイオン交換膜電解槽及び弾性体を提供することを課題とする。

本発明に係るイオン交換膜電解槽は、第１電極と、前記第１電極に対して離間して固定されるベース部と、前記第１電極と前記ベース部との間に配置される第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置されるイオン交換膜と、前記ベース部と前記第２電極との間に弾性変形する状態で配置され、前記第２電極を押すことにより前記イオン交換膜を前記各電極に密着させる弾性体と、を備え、前記弾性体は、前記ベース部又は前記第２電極に固定される固定部と、前記固定部から延び、弾性変形することにより前記第２電極を押す弾性部と、を備え、前記弾性部は、板状に形成されると共に、一方側の頂部が前記ベース部に接し且つ他方側の頂部が前記第２電極に接するように、延びる方向に沿って凹凸状に形成される。

本発明に係るイオン交換膜電解槽によれば、ベース部と第２電極との間に配置される弾性体は、固定部により、ベース部又は第２電極に固定されている。また、固定部から延びる弾性部は、板状に形成されると共に、延びる方向に沿って凹凸状に形成されている。そして、弾性部における一方側の頂部がベース部に接し、弾性部における他方側の頂部が第２電極に接している。これにより、弾性変形する弾性部が第２電極を押すため、イオン交換膜が各電極に密着する。

このとき、凹凸状に形成される弾性部は、第２電極とベース部との距離に対応して、延びる方向に伸長するように、弾性変形している。具体的には、弾性部は、延びる方向における各頂部間の距離が大きくなるように、そして、延びる方向と直交する方向（第２電極とベース部とが対面する方向）における一方側の頂部と他方側の頂部との距離が小さくなるように、弾性変形している。したがって、弾性部が第２電極を局所的に押すことを抑制できるため、各電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができる。

また、イオン交換膜電解槽においては、前記弾性部の一方側及び他方側の頂部における少なくとも一方は、湾曲状に形成される、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、ベース部に接する弾性部の一方側の頂部及び（又は）第２電極に接する弾性部の他方側の頂部が、湾曲状に形成されているため、弾性部は、第２電極とベース部との距離に対応して、容易に、延びる方向に伸長するように弾性変形できる。したがって、各電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができる。

また、イオン交換膜電解槽においては、前記弾性部の一方側及び他方側の頂部における少なくとも一方は、平面状に形成される、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、ベース部に接する弾性部の一方側の頂部及び（又は）第２電極に接する弾性部の他方側の頂部が、平面状に形成されているため、弾性部は、各頂部により、ベース部及び（又は）第２電極に均一な力で接することができる。したがって、各電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができる。

また、イオン交換膜電解槽においては、前記固定部は、長尺に形成され、前記弾性部は、前記固定部の幅方向の両側から延びるように複数設けられる、という構成でもよい。

斯かる構成によれば、複数の弾性部は、固定部の幅方向の両側から延びるように設けられている。これにより、各弾性部が、第２電極とベース部との距離に対応して弾性変形する際に、複数の弾性部を均等に弾性変形させることができる。したがって、各電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができる。

また、本発明に係る弾性体は、イオン交換膜電解槽において、第１電極に対して離間して固定されるベース部と、前記第１電極と前記ベース部との間に配置され且つ前記第１電極との間にイオン交換膜を介在する第２電極との間に、弾性変形する状態で配置され、前記第２電極を押すことにより前記イオン交換膜を前記各電極に密着させる弾性体であって、前記ベース部又は前記第２電極に固定される固定部と、前記固定部から延び、弾性変形することにより前記第２電極を押す弾性部と、を備え、前記弾性部は、板状に形成されると共に、一方側の頂部が前記ベース部に接し且つ他方側の頂部が前記第２電極に接するように、延びる方向に沿って凹凸状に形成されることを特徴とする。

以上の如く、本発明は、電極とイオン交換膜とを全体的に均一な力で密着させることができるという優れた効果を奏する。

図１は、一実施形態に係るイオン交換膜電解槽の全体正面図である。 図２は、同実施形態に係るイオン交換膜電解槽における正面視の要部縦断面図である。 図３は、同実施形態に係るイオン交換膜電解槽における図２のIII−III線要部断面図である。 図４は、同実施形態に係る電解槽ユニットにおける正面視の要部縦断面図である。 図５は、同実施形態に係る電解槽ユニットにおける図４のＶ−Ｖ線要部断面図である。 図６は、同実施形態に係る弾性体の全体斜視図である。 図７は、同実施形態に係る弾性体の全体正面図である。 図８は、同実施形態に係る固定体の全体側面図である。 図９は、同実施形態に係る固定体の全体側面図である。 図１０は、同実施形態に係る弾性体の固定方法を説明する要部断面図である。 図１１は、同実施形態に係る弾性体の固定方法を説明する要部断面図である。 図１２は、同実施形態に係る弾性体の固定方法を説明する要部断面図である。 図１３は、他の実施形態に係る弾性体の要部斜視図である。 図１４は、さらに他の実施形態に係る弾性体の要部斜視図である。 図１５は、さらに他の実施形態に係る弾性体の要部斜視図である。 図１６は、さらに他の実施形態に係る弾性体の全体正面図である。

以下、イオン交換膜電解槽における一実施形態について、図１〜図１２を参酌して説明する。なお、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致していない。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係るイオン交換膜電解槽１は、積層される複数の電解槽ユニット２と、隣接される電解槽ユニット２，２間にそれぞれ配置されるイオン交換膜３とを備えている。なお、本実施形態に係る電解槽ユニット２は、陽極室２ａと陰極室２ｂとを備える複極式の電解槽ユニットとしている。

イオン交換膜電解槽１は、陽極室２ａの上部に配置される陽極室側気液分離部１４と、陽極室２ａに陽極液を供給する陽極液供給部１５と、濃度が低下した陽極液と気体とを排出する陽極液排出部１６とを備えている。また、イオン交換膜電解槽１は、陰極室２ｂの上部に配置される陰極室側気液分離部１７と、陰極室２ｂに陰極液を供給する陰極液供給部１８と、濃度が上昇した陰極液と気体とを排出する陰極液排出部１９とを備えている。

電解槽ユニット２は、図１〜図５に示すように、陽極室２ａと陰極室２ｂとを隔てる隔壁４を備えている。また、電解槽ユニット２は、隔壁４から一方側（図１、図２及び図４における右側、図３及び図５における下側）に間隔を有して配置される第１電極としての陽極５と、隔壁４から他方側（図１、図２及び図４における左側、図３及び図５における上側）に間隔を有して配置されるベース部６とを備えている。

電解槽ユニット２は、ベース部６よりも他方側に配置される第２電極としての陰極７と、弾性変形する状態で、ベース部６と陰極７との間に配置される複数の弾性体８とを備えている。また、電解槽ユニット２は、弾性体８をベース部６に固定する複数の固定体９を備えている。

電解槽ユニット２は、イオン交換膜３を封止する環状の封止部（例えば、ガスケット）１０，１０を備えている。また、電解槽ユニット２は、陽極５を保持すべく、隔壁４と陽極５とを連結する陽極保持部１１と、陰極７を保持すべく、隔壁４とベース部６とを連結するベース保持部（「第２電極保持部」ともいう）１２と、隔壁４に連結され、封止部１０を支持する封止支持部１３とを備えている。

イオン交換膜３は、隣接される電解槽ユニット２，２間に配置されることにより、一方の電解槽ユニット２の陽極５と他方の電解槽ユニット２の陰極７との間に配置されている。また、イオン交換膜３及び隔壁４は、陽極室２ａと陰極室２ｂとを区画している。

そして、弾性体８が陰極７をイオン交換膜３に向けて押すことにより、イオン交換膜３は、陽極５と陰極７とに密着している。なお、本実施形態においては、陽極５側と陰極７側とで電解液圧が異なるため（具体的には、陰極７側の液圧が陽極５側の液圧より大きいため）、イオン交換膜３は、その圧力差によっても、陽極５に押し付けられて密着している。

陽極５は、導電性を有する基材と、基材の表面に被覆され、塩素発生触媒機能を有する触媒層とを備えている。具体的には、陽極５は、導電性の基材をアルカリ、有機溶剤で洗浄した後に、表面処理を行い、さらに塩素発生触媒機能を有する混合酸化物を付与することにより、形成されている。また、陽極５は、剛性を有している。

陽極５の厚みは、機械的強度と経済性とを両立させるために、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。例えば、陽極５の厚みが薄い場合には、機械的強度が低下するため、基材が、表面処理される際に変形したり、陽極５が、運転の際に生じる電解圧力により変形したりする。その結果、イオン交換膜３と陽極５との間に隙間が生じ、電解電圧が大きくなる。反対に、陽極５の厚みが厚い場合には、原材料コストが上り、経済性が低下する。

陽極５の基材の材質として、チタン又はチタン合金等が挙げられる。そして、チタン又はチタン合金として、日本工業規格（ＪＩＳ規格）に定められた１種、２種、３種、４種の各種工業用純チタンや、ニッケル、ルテニウム、タンタル、パラジウム、タングステン等を添加して耐食性を向上させたチタン合金、アルミニウム、バナジウム、モリブデン、錫、鉄、クロム、ニオブ等を添加したチタン合金等が挙げる。

具体的には、陽極５の基材として、耐食性を有するチタニウム製エキスパンドメタル又はチタニウム製パンチングメタルが好ましく、経済性の観点から、チタン製エキスパンドメタルが特に好ましい。斯かる陽極５の基材における開口率は、機械的強度と通液性とを両立させるために、２５〜７５％であることが望ましい。

陽極５の触媒層の材質、即ち、基体の表面に被覆する電極活性物質として、イリジウム、ルテニウム、白金、パラジウム等の白金族金属と、チタン、タンタル、ニオブ、タングステン、ジルコニウム等のバルブ金属及び錫からなる群より選ばれた１種類以上の金属の酸化物との混合酸化物が好ましい。一例として、イリジウム−ルテニウム−チタン混合酸化物、イリジウム−ルテニウム−白金−チタン酸化物、白金及びイリジウム酸化物が挙げられる。

陽極５の基材に行う表面処理として、機械的表面処理及び化学的表面処理が挙げられる。機械的表面処理法として、微細な研磨材を使用し、基材の表面を緻密に凹凸化するブラスト処理法があり、また、化学的表面処理の方法として、シュウ酸、硝酸、硫酸、塩酸、フッ酸等の浴中で化学エッチング処理を行う方法がある。

斯かる表面処理は、前記化学的表面処理を単独に又は前記機械的表面処理を単独に行ってもよく、両処理法を組み合わせてもよい。なお、陽極５の表面に形成される凹凸の高低差の最大値は、通液性の確保とイオン交換膜３の保護とを両立させるために、３〜５０μｍであることが好ましく、５〜４０μｍであることがより好ましい。

ベース部６は、隣接される電解槽ユニット２の陽極５に対して、離間して固定されている。そして、ベース部６は、隣接される電解槽ユニット２の陽極５との間に、イオン交換膜３、陰極７及び弾性体８を介在させている。また、ベース部６は、剛性を有している。なお、本実施形態においては、ベース部６は、ギャップ式電解槽（イオン交換膜と陰極との間にギャップが有る電解槽）における陰極を利用している。

即ち、本実施形態に係るイオン交換膜電解槽１は、ギャップ式電解槽の陰極であったベース部６とイオン交換膜３との間に、陰極７及び弾性体８を設置することにより、ギャップ式電解槽をゼロギャップ式電解槽（イオン交換膜と陰極とが密着する電解槽）に改造したものである。したがって、ベース部６は、ベース陰極又は旧陰極ともいい、陰極７は、装着陰極又は新陰極ともいう。

ベース部６の厚みは、機械的強度と経済性とを両立させるために、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。また、ベース部６は、導電性を有する基材を備えている。斯かるベース部６の基材の材質として、ニッケル、ステンレス、銅等が挙げられる。具体的には、ベース部６の基材として、耐食性を有するニッケル製エキスパンドメタル、又はニッケル製パンチングメタルが好ましい。なお、ベース部６の基材における開口率は、機械的強度と通液性とを両立させるために、２５〜７５％であることが好ましい。

陰極７は、ベース部６と、隣接される電解槽ユニット２の陽極５との間に配置されている。また、陰極７は、ベース部６との間に配置される弾性体８により、イオン交換膜３に向けて押されている。そして、陰極７は、隣接される電解槽ユニット２の陽極５との間にイオン交換膜３を配置し、該陽極５とでイオン交換膜３を挟持している。なお、陰極７は、可撓性又は弾性を有している。

陰極７は、導電性を有する基材と、基材の表面に被覆され、水素発生触媒機能を有する触媒層とを備えている。陰極７の厚みは、０．０１〜０．５ｍｍであることが好ましく、そのうち、触媒層の厚みは、１．０〜２０μｍであることが好ましい。

また、陰極７の基材は、耐食性等の点からニッケル製エキスパンドメタル、ニッケル製パンチングメタル、ニッケル製ファインメッシュ、ニッケル製平織メッシュがよく、例えば、ニッケル製ファインメッシュ又はニッケル製平織メッシュであることが好ましい。斯かる陰極７の基材における開口率は、２５〜７５％であることが好ましい。

弾性体８は、図２〜図７に示すように、ベース部６に固定される固定部８１と、固定部８１から延び、ベース部６及び陰極７間で弾性変形することにより陰極７を押す弾性部８２とを備えている。そして、弾性体８は、ベース陰極であるベース部６と陰極７とを電気的に接続するために、導電性を有している。

本実施形態においては、弾性体８は、板状の基材から、固定部８１と弾性部８２とを一体成形されている。斯かる弾性体８の基材の厚み、即ち、固定部８１及び弾性部８２の厚みは、０．０２〜０．３ｍｍであることが好ましく、また、０．１〜０．２０ｍｍであることが特に好ましい。例えば、弾性体８は、ニッケル、ステンレス又は銅を単独で使用してもよく、又は当該基材に、ニッケルめっき、白金めっき、白金族金属を焼成法で施すことにより、水素発生触媒機能を持たせてもよい。

固定部８１は、固定体９によりベース部６に固定されるべく、固定体９に挿入される複数の孔部８１ａを備えている。また、固定部８１は、長尺な板状に形成されている。なお、固定部８１の幅方向（短手方向）の寸法は、３〜３０ｍｍであることが好ましい。

弾性部８２は、一方側に、ベース部６と接することによりベース部６を支持するベース支持部８２ａと、他方側に、陰極７と接することにより陰極７を支持する陰極支持部（「第２電極支持部」ともいう）８２ｂとを備えている。そして、弾性部８２は、板状に形成されると共に、一方側の頂部がベース支持部８２ａとなり且つ他方側の頂部が陰極支持部８２ｂとなるように、固定部８１から延びる方向に沿って凹凸状に形成されている。

複数の弾性部８２は、固定部８１の幅方向の両側から延びている。そして、複数の弾性部８２は、固定部８１の長手方向に対して、具体的には、固定部８１の幅方向の中心線に対して、線対称となるようにそれぞれ配置されている。また、弾性部８２の一方側及び他方側の頂部であるベース支持部８２ａ及び陰極支持部８２ｂは、それぞれ湾曲状に形成されている。

なお、弾性部８２の長手方向の寸法は、１００〜１，４００ｍｍであることが好ましく、２００〜８００ｍｍであることが特に好ましく、また、弾性部８２の短手方向の寸法は、５〜３０ｍｍであることが好ましく、８〜２０ｍｍであることが特に好ましい。また、弾性部８２の一方側の頂部であるベース支持部８２ａ同士間、及び弾性部８２の他方側の頂部である陰極支持部８２ｂ，８２ｂ同士間の距離は、２〜３０ｍｍであることが好ましく、３〜２０ｍｍであることが特に好ましい。

また、弾性部８２の一方側の頂部であるベース支持部８２ａと弾性部８２の他方側の頂部である陰極支持部８２ｂとの距離は、復元している（弾性変形していない）際に、１．０〜６．０ｍｍであることが好ましい一方、弾性変形している際に、０．５〜３．０ｍｍであることが好ましく、０．７〜２．５ｍｍであることが特に好ましい。そして、弾性変形している弾性部８２がベース部６及び陰極７に与える圧力は、３〜２５ｋＰａであることが好ましく、７〜１５ｋＰａであることが特に好ましい。

固定体９は、図２〜図５及び図８〜図９に示すように、ベース部６及び弾性体８に挿通される挿通部９１を備えている。また、固定体９は、挿通部９１の一方側に配置されてベース部６を係止するベース係止部９２と、挿通部９１の他方側に配置されて弾性体８を係止する弾性体係止部９３とを備えている。

本実施形態においては、固定体９は、板状の基材から、挿通部９１とベース係止部９２と弾性体係止部９３とを一体成形されている。斯かる固定体９の基材の厚み（即ち、後述する挿通片９１ａ及び各係止片９２ａ，９３ａ）の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましい。

挿通部９１は、長尺な板状に形成される一対の挿通片９１ａ，９１ａを備えている。そして、一対の挿通片９１ａ，９１ａは、長手方向の一端部で互いに連結されている。なお、各挿通片９１ａは、ベース係止部９２（具体的には、後述するベース係止片９２ａ）を収容できる開口を有している。

ベース係止部９２は、長尺な板状に形成される一対のベース係止片９２ａ，９２ａを備えている。そして、各ベース係止片９２ａは、基端部で挿通片９１ａに連結されており、挿通片９１ａの他方側に向けて突出している。また、各ベース係止片９２ａは、挿通片９１ａと傾斜して交差しており、先端部でベース部６を係止する。なお、各ベース係止片９２ａは、基端部を基点として、先端部を挿通片９１ａに接離するように弾性変形できる。

弾性体係止部９３は、板状に形成される一対の弾性体係止片９３ａ，９３ａを備えている。そして、各弾性体係止片９３ａは、端部で挿通片９１ａの他端部に連結されている。また、各弾性体係止片９３ａは、弾性変形することにより、一方側の面で、弾性体８の固定部８１を係止する。

ここで、本実施形態に係るベース部６と弾性体８との固定方法について、図１０〜図１２を参酌して、説明する。

図１０に示すように、ベース部６に設けられている孔部６１と、弾性体８の固定部８１の孔部８１ａとが連通されるように、弾性体８は、ベース部６に対して配置されている。そして、図１１に示すように、挿通部９１は、一端部から各孔部６１，８１ａに挿入される。

このとき、一対のベース係止片９２ａの先端部同士の離間距離が、各孔部６１，８１ａの直径よりも大きいため、ベース係止片９２ａは、各孔部６１，８１ａの内部を通過する際に、各孔部６１，８１ａの内縁に接触する。したがって、ベース係止片９２ａは、基端部を基点として、先端部を挿通片９１ａに接近するように弾性変形する。

そして、図１２に示すように、ベース係止片９２ａがベース部６の孔部６１を通過すると、弾性変形していたベース係止片９２ａは、先端部を挿通片９１ａから離反するように復元する。これにより、各ベース係止片９２ａは、先端部でベース部６を係止する。また、弾性体係止片９３ａは、ベース係止片９２ａから離反するように、弾性変形する。これにより、弾性体係止片９３ａは、一方側の面で、弾性体８の固定部８１を係止する。このようにして、弾性体８は、固定体９により、ベース部６に固定される。

以上より、本実施形態に係るイオン交換膜電解槽１によれば、ベース部６と陰極７との間に配置される弾性体８は、固定体９により、固定部８１でベース部６に固定されている。また、固定部８１から延びる弾性部８２は、板状に形成されると共に、延びる方向に沿って凹凸状に形成されている。

そして、弾性部８２における一方側の頂部であるベース支持部８２ａがベース部６に接して支持し、弾性部８２における他方側の頂部である陰極支持部８２ｂが陰極７に接して支持している。これにより、弾性変形する弾性部８２が陰極７を押すため、イオン交換膜３が陽極５と陰極７とに密着する。

このとき、凹凸状に形成される弾性部８２は、陰極７とベース部６との距離に対応して、延びる方向に伸長して凹凸状を平坦化するように弾性変形している。具体的には、弾性部８２は、延びる方向におけるベース支持部８２ａと陰極支持部８２ｂとの距離が大きくなるように、そして、延びる方向と直交する方向（陰極７とベース部６とが対面する方向）におけるベース支持部８２ａと陰極支持部８２ｂとの距離が小さくなるように、弾性変形している。

したがって、弾性部８２が陰極７を局所的に押すことを抑制できるため、各電極５，７とイオン交換膜３とを全体的に均一な力で密着させることができる。その結果、イオン交換膜電解槽１が使用され続けたとしても、各電極５，７とイオン交換膜３とが均一な力で密着され続けるため、使用するにつれて電解電圧が上昇することを抑制できる。

また、本実施形態に係るイオン交換膜電解槽１によれば、ベース部６に接する弾性部８２の一方側の頂部であるベース支持部８２ａと陰極７に接する弾性部８２の他方側の頂部である陰極支持部８２ｂは、湾曲状に形成されている。これにより、弾性部８２は、陰極７とベース部６との距離に対応して、容易に、延びる方向に伸長するように弾性変形できる。したがって、各電極５，７とイオン交換膜３とを全体的に均一な力で密着させることができる。

また、本実施形態に係るイオン交換膜電解槽１によれば、複数の弾性部８２は、固定部８１の長手方向に対して対称となるように、固定部８１の幅方向の両側から延びるように設けられている。これにより、各弾性部８２が、陰極７とベース部６との距離に対応して弾性変形する際に、複数の弾性部８２を均等に弾性変形させることができる。したがって、各電極５，７とイオン交換膜３とを全体的に均一な力で密着させることができる。

なお、本発明は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

上記実施形態に係る弾性体８においては、弾性部８２の両方の頂部、即ち、ベース支持部８２ａ及び陰極支持部８２ｂは、湾曲状に形成される、という構成である。しかしながら、弾性体は、斯かる構成に限られない。例えば、弾性体においては、弾性部８２の一方側の頂部であるベース支持部８２ａと他方側の頂部である陰極支持部８２ｂとにおける少なくとも一方は、屈曲状に形成される、という構成でもよく、また、図１３〜図１５に示すように、平面状に形成される、という構成でもよい。

図１３に示している弾性体８においては、ベース支持部８２ａ及び陰極支持部８２ｂは、平面状に形成されている。図１４に示している弾性体８においては、ベース支持部８２ａは、湾曲状に形成され、陰極支持部８２ｂは、平面状に形成されている。図１５に示している弾性体８においては、ベース支持部８２ａは平面状に形成され、陰極支持部８２ｂは、湾曲状に形成されている。

図１３〜図１５に示している構成によれば、ベース部６に接する弾性部８２の一方側の頂部であるベース支持部８２ａ及び（又は）陰極７に接する弾性部８２の他方側の頂部である陰極支持部８２ｂが、平面状に形成されている。これにより、弾性部８２は、平面状に形成されている支持部８２ａ，８２ｂにより、ベース部６及び（又は）陰極７に均一な力で接することができる。したがって、各電極５，７とイオン交換膜３とを全体的に均一な力で密着させることができる。

また、上記実施形態に係る弾性体８においては、弾性部８２は、固定部８１の幅方向の両側から延びるように複数設けられ、固定部８１の長手方向に対して対称となるように配置される、という構成である。しかしながら、弾性体は、斯かる構成に限られない。例えば、弾性体においては、弾性部８２は、固定部８１の幅方向の一方側から延びるように設けられる、という構成でもよい。

さらに、例えば、弾性体においては、図１６に示すように、弾性部８２は、固定部８１の幅方向の両側から延びるように複数設けられ、固定部８１の長手方向に対して非対称となるように配置される、という構成でもよい。図１６に係る弾性体８においては、複数の弾性部８２は、固定部８１の幅方向で互いに重ならないように、配置されており、固定部８１の長手方向及び幅方向の中心（中心点）に対して、点対称となるように配置される、という構成である。

また、上記実施形態に係る弾性体８においては、固定部８１は、ベース部６に固定される、という構成である。しかしながら、弾性体は、斯かる構成に限られない。例えば、弾性体においては、固定部８１は、第２電極、具体的には、陰極７に固定される、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係るイオン交換膜電解槽１においては、弾性体８は、固定体９により、ベース部６に固定される、という構成である。しかしながら、イオン交換膜電解槽は、斯かる構成に限られない。例えば、イオン交換膜電解槽においては、弾性体８は、溶接により、ベース部６に固定される、という構成でもよい。

さらに、例えば、弾性体８は、固定部８１から突出する突出部を備え、該突出部は、ベース部６に挿通される挿通部と、ベース部６を係止するベース係止部とを備える、という構成でもよい。なお、斯かる突出部の挿通部とベース係止部とは、それぞれ上記実施形態に係る挿通部９１とベース係止部９２と同じような機能を備えていればよい。

また、上記実施形態に係るイオン交換膜電解槽１においては、電解槽ユニット２は、陽極室２ａと陰極室２ｂとを備える複極式の電解槽ユニットである、という構成である。しかしながら、イオン交換膜電解槽は、斯かる構成に限られない。例えば、イオン交換膜電解槽においては、電解槽ユニット２は、陽極室２ａ（又は陰極室２ｂ）のみ備える単極式の電解槽ユニットである、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係るイオン交換膜電解槽１においては、ベース部６との間に配置される弾性体８により、イオン交換膜３に押される第２電極は、陰極７である、という構成である。しかしながら、イオン交換膜電解槽は、斯かる構成に限られない。例えば、イオン交換膜電解槽においては、ベース部６との間に配置される弾性体８により、イオン交換膜３に押される第２電極は、陽極である、という構成でもよい。

また、上記実施形態に係るイオン交換膜電解槽１においては、ギャップ式電解槽の陰極であったベース部６とイオン交換膜３との間に、陰極７及び弾性体８を設置することにより、ギャップ式電解槽をゼロギャップ式電解槽に改造する、という構成である。しかしながら、イオン交換膜電解槽は、斯かる構成に限られない。例えば、イオン交換膜電解槽においては、新たにゼロギャップ式電解槽を製作する、即ち、ベース部６は、電極の機能を備えていない、という構成でもよい。

１…イオン交換膜電解槽、２…電解槽ユニット、２ａ…陽極室、２ｂ…陰極室、３…イオン交換膜、４…隔壁、５…陽極（第１電極）、６…ベース部、７…陰極（第２電極）、８…弾性体、９…固定体、１０…封止部、１１…陽極保持部、１２…ベース保持部（第２電極保持部）、１３…封止支持部、１４…陽極室側気液分離部、１５…陽極液供給部、１６…陽極液排出部、１７…陰極室側気液分離部、１８…陰極液供給部、１９…陰極液排出部、６１…孔部、８１…固定部、８１ａ…孔部、８２…弾性部、８２ａ…ベース支持部、８２ｂ…陰極支持部（第２電極支持部）、９１…挿通部、９１ａ…挿通片、９２…ベース係止部、９２ａ…ベース係止片、９３…弾性体係止部、９３ａ…弾性体係止片

Claims (5)

1. 第１電極と、
   前記第１電極に対して離間して固定されるベース部と、
   前記第１電極と前記ベース部との間に配置される第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極との間に配置されるイオン交換膜と、
   前記ベース部と前記第２電極との間に弾性変形する状態で配置され、前記第２電極を押すことにより前記イオン交換膜を前記各電極に密着させる弾性体と、を備え、
   前記弾性体は、前記ベース部又は前記第２電極に固定される固定部と、前記固定部から延び、弾性変形することにより前記第２電極を押す弾性部と、を備え、
   前記弾性部は、板状に形成されると共に、一方側の頂部が前記ベース部に接し且つ他方側の頂部が前記第２電極に接するように、延びる方向に沿って凹凸状に形成されるイオン交換膜電解槽。
2. 前記弾性部の一方側及び他方側の頂部における少なくとも一方は、湾曲状に形成される請求項１に記載のイオン交換膜電解槽。
3. 前記弾性部の一方側及び他方側の頂部における少なくとも一方は、平面状に形成される請求項１又は２に記載のイオン交換膜電解槽。
4. 前記固定部は、長尺に形成され、
   前記弾性部は、前記固定部の幅方向の両側から延びるように複数設けられる請求項１〜３の何れか１項に記載のイオン交換膜電解槽。
5. イオン交換膜電解槽において、第１電極に対して離間して固定されるベース部と、前記第１電極と前記ベース部との間に配置され且つ前記第１電極との間にイオン交換膜を介在する第２電極との間に、弾性変形する状態で配置され、前記第２電極を押すことにより前記イオン交換膜を前記各電極に密着させる弾性体であって、
   前記ベース部又は前記第２電極に固定される固定部と、前記固定部から延び、弾性変形することにより前記第２電極を押す弾性部と、を備え、
   前記弾性部は、板状に形成されると共に、一方側の頂部が前記ベース部に接し且つ他方側の頂部が前記第２電極に接するように、延びる方向に沿って凹凸状に形成されることを特徴とする弾性体。
   

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