KR890000708B1 - 필터프레스형 전해조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

필터프레스형 전해조

제1도는 본 발명의 전해조에 사용되는 전극의 사시도.

제2도는 전기절연 재료로된 프레임부재를 갖는 가스켓(gasket)의 사시도.

제3도는 전극 및, 한쪽이 전기절연 재료의 프레임부재를 갖는 한쌍의 가스켓으로된 조립체의 단면도.

제4도 및 제5도는 전극 및, 각각이 전기절연 재료의 프레임부재를 갖는 한쌍의 가스켓으로된 조립체의 단면도.

제6도는 본 발명의 전해조의 일부를 보여주는 전개 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 금속전극 (6),(7),(8),(9),(12),(13),(14),(15) : 개구

(2), (16), (17) : 프레임부재 (4) : 스트립

(3), (11) : 중앙개구 (5) : 돌출부

(9a) : 가스켓

본 발명은 필터프레스형 전해조에 관한 것으로, 특히 알카리 금속염화물 수용액의 전해에 사용되는 전해조에 관한 것이다.

공지의 전해조는 다수의 양극과 음극으로 되어 있으며, 각 양극은 대체로 수력학적으로 불침투성의 양이온 교환막에 의해 인접 음극과 분리되게 되며, 그 양이온 교환막은 전해조를 다수의 양극격실 및 음극격실로 분리시킨다. 이러한 전지의 양극격실에는 적당하게 공통 헤더로부터 전해조에 전해액을 공급시키기 위한 수단과, 전해 생성물을 전해조로부터 제거시키기 위한 수단이 제공되게 된다. 유사하게, 전해조의 음극격실에는 전해 생성물을 전해조로부터 제거시키기 위한 수단과, 전해조에 물 또는 다른 유체를 공급시키기 위한 수단이 제공된다.

필터프레스형의 전해조에는 다수의 양극과 음극이 예컨대, 5개씩 교대로 설치되는데, 그 이상의 갯수, 예컨대 150개씩까지도 설치할 수 있다.

이러한 전해조에 있어서는 전해조의 음극격실과 양극격실 사이에 설치되는 막을 통해 이온성 물질이 음극격실과 양극격실간을 이동하게 된다. 예컨대, 알카리 금속염화물 수용액을 전해하는 경우에, 수용액은 양극격실로부터 제거되게 되며 전해시 생성된 염소 및 고갈된 알카리 금속 염화물 수용액은 양극격실로부터 제거되게 되며, 알카리 금속이온은 막을 통해 물 또는 묽은 알카리 금속 수산화물 용액이 공급된 음극격실로 이동하게 되며, 알카리 금속 이온과 물의 반응에 의해 생성되는 수소 및 알카리 금속 수산화물 용액은 음극격실로 음극격실로부터 제거되게 된다.

영국특허 제1,595,183호에는 필터프레스형의 특수한 전해조에 관해 기재되어 있는데, 그 전해조는 수직으로 위치되는 다수의 가요성 양극판 및 음극판과, 서로 인접한 양극판과 음극판 사이에 위치되어 분리된 양극격실과 음극격실을 형성시키는 양이온 선택 투과막으로 구성된다. 각 양극판은 부분적으로는 전기 절연성 재료로 제조되며, 표면에 전자 접촉시 활성화되는 피막을 갖춘 막형성 금속으로된 양극부분을 갖고 있으며, 각음극판도 부분적으로는 전기절연성 재료로 제조되며, 금속 음극부와, 비전도성의 가요성 이격판을 갖고 있는데 그 가요성 이격판은 각 막과 그에 인접한 양극판 사이에 그리고 각 막과 그에 인접한 음극판 사이에 설치되어 가스켓으로서 작용할 것이다. 양극판, 음극판, 이격판에는 각각 개구가 형성되어 있어, 그 개구는 전해조의 길이방향으로 네개의 별개 격실을 형성하게 되는데, 그 격실을 통해 전해조의 양극격실 및 음극격실로 액체를 각각 충진시키며, 또한 전해 생성물을 양극격실 및 음극격실로부터 그 개구를 통해 제거시킬 수 있다. 이격판의 벽에는 통로를 가지며, 이 통로는 전해조의 길이방향 격실과 양극격실 및 음극격실간에 액체를 연통시킨다. 이 전해조에 있어서는 양극판 및 음극판이 부분적으로 전기절연 물질로 제조되므로써 양극격실과 연통하는 전해조의 길이방향 격실이 음극실과 연통하는 전해조의 길이방향 격실로부터 전기절연되게 된다. 이러한 전기절연은 전해조내에서 전류를 서로 인접한 양극판 및 음극판 사이에 위치된 양이온 교환막을 통해 흐를 수 있게 하는데 필요하게 된다.

상술한 특허는 양극판 및 음극판의 특수실시예가 기재되어 있는데, 그에 있어서 각각의 양극판 및 음극판은 일부는 금속 또는 일부는 전기절연 재료로 구성된다. 각각의 양극판 및 음극판은 중앙부에 금속 전극부분을 가지고 있거나, 혹은 직사각형의 각 모서리에 근접하게 4개의 개구를 가지고 있다. 상기 4개의 개구중 2개는 판과 일체인 프레임 금속부분에 의해 형성되며, 나머지 2개는 판의 평면내에서 판의 모서리 부근에 凹부에 위치된 절연 재료로 구성된 프레임부재에 의해 형성된다.

이러한 양극판 및 음극판의 구조는 복잡하여, 양극판 및 음극판의 전기절연부분을 요구되는 조도로 정확히 위치시키기 어렵다는 점에서 전해조에 조립시키는데 문제가 발생하게 된다. 또한, 양극판 및 음극판의 금속부분과 전기절연부분과는 단일구조로 되진 않지만, 금속부분과 전기절연성 부분과는 서로 접촉하지 않으면 않된다. 이 접촉은 상당한 길이에 걸쳐 이루어져야 하며, 그렇지 못하면 전해조의 양극격실 및 음극격실로부터 전해조 외부로 액체의 누출이 발생할 우려가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 전해조에서 발생했던 문제점을 해소시키기 위해 제안된 것으로, 구조가 간단하여 조립을 보다 용이하게 할 수 있는 전해조를 제공함을 주목적으로 한다.

본 발명에 따라, 교대로 배치된 다수의 금속 양극판과 금속 음극판, 수력학적으로 불침투성인 양이온 교환막 및 각 인접 양극판과 음극판 사이에 위치하여 다수의 분리된 양극격실과 음극격실을 형성하는 전기절연성 재료 프레임상 가스켓을 가지며, 양극판, 음극판 및 가스켓은 4개의 개구를 가지며, 이 개구는 서로 길이방향으로 4개의 분리된 격실을 형성하고, 이 길이방향 격실로부터 양극격실 및 음극격실에 액체를 충진하고, 또한 이 길이방향 격실을 통해 양극격실 및 음극격실로부터 전해 생성물을 제거하도록 구성된 필터프레스형 전해조 있어서, 양극격실에 액체를 충진하고 양극격실로부터 전해 생성물을 제거하는 길이방향 격실을, 양극격실에 액체를 충진하고 음극격실로부터 전해 생성물을 제거하는 길이방향 격실로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 금속 양극판 및 음극판에 있는 개구의 적어도 몇개는 주위내측 및 그 둘레에 전기절연성 재료의 프레임부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 필터프레스형 전해조가 제공된다.

상술한 바와 같이, 전해조의 양극격실과 연통되는 길이방향 격실은 음극격실과 연통되는 길이방향 격실들로부터 전기절연시켜야만 하는데, 그 이유는 전해조내에서 전류가 서로 인접한 양극판과 음극판 사이에 위치되는 양이온 교환막을 통해 흐르는 것을 보정하기 위해서이다. 이와 같이 요구되는 전기절연을 제공하도록 금속 양극판 및 음극판의 적어도 일부 개구의 주변 내측 및 그 모서리에 전기절연 재료로된 프레임부재가 위치되게 된다.

각각의 양극판 및 음극판의 네개의 개구 전부에 전기절연 재료로된 프레임부재를 위치시킬 수도 있을 것이다.

혹은, 요구되는 전기절연을 제공하도록 전해조의 양극격실과 연통되는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 각 양극판의 두개의 개구에 전기절연 재료로된 프레임부재를 설치할 수도 있으며 혹은 음극격실과 연통되는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 각 음극판의 두개의 개구에 전기절연 물질로된 프레임부재를 설치할 수 있다.

혹은, 양극판과 연통되지 않는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 각 양극판의 두 개구에 전기절연 물질로된 프레임부재를 설치하고 또한 음극실과 연통되지 않는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 각 음극판과 두개의 개구를 전기절연 물질로된 프레임부재를 설치할 수 있다.

전기절연 물질로된 프레임부재는 가요성을 가져야 하며, 바람직하게는 탄성이어야 한다. 또한 프레임부재의 두께는 프레임부재가 위치되게 되는 양극판과 또는 음극판 부분의 두께와 적어도 동일해야만 한다. 실제에 있어서는, 프레임부재가 조립된 전해조에서 예컨대 가스켓 사이에서 압축됨으로서 우수한 밀봉을 제공할 수 있도록, 상기 프레임부재의 두께는 프레임부재가 위치되게 되는 양극판 또는 음극판 부분의 두께보다 약간 크게 할 수도 있다.

양극판 및 음극판 개구에 전기절연성 재료 프레임부재 설치하는 것을 보조하기 위해, 프레임부재 외측 주변에 낮은 凹부를 설비하여 이 凹부내에 양극 또는 음극판 개구 단부가 끼워질 수 있게 한다.

본 발명의 전해조는 그의 길이방향으로 형성되는 4개의 격실의 일부를 형성하는 4개의 개구를 갖는 전기절연 물질로된 다수의 프레임상 가스켓을 포함하고 있다. 4개의 개구는 가스켓의 프레임부에 위치되며, 그 프레임부 자체가 가스켓의 중앙개구를 한정하게 된다. 개구들은 적합하게 쌍을 형성하며, 중앙개구의 일측에 그리고 중앙개구의 반대측에 위치되게 된다.

전기절연 물질로된 프레임부재의 경우와 마찬가지로, 가스켓도 가요성을 가져야만 하며, 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 실제에 있어서는 프레임부재와 가스켓은 모두 동일물질로 제조된다. 그에 사용되는 적합한 물질로는 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 예컨대 에틸렌－프로필렌 공중합체 및 에틸렌－프로필렌－디엔 공중합체에 기초하는 엘라스토머 같은 탄화수소 엘라스토머, 천연고무 및 스틸렌－부타디엔고무 및, 폴리비닐 염화물 및 폴리비닐리덴 염화물과 같은 염화탄화수소를 들 수 있다. 특히, 전기절연 물질로된 프레임부재와 가스켓의 물질은 전해조내의 용액에 대해 화학적으로 내성있는 것으로 선택하는 것이 바람직하며 또한 전해조를 알카리금속 염화물 수용액의 전해에 사용하는 경우 상기 재료의 예로는 폴리테트라 플루오로에틸렌, 폴리비닐플루오르화물, 폴리비닐리덴 플루오르화물, 또는 테트라－플루오로에틸렌－헥사－플로오로프로필렌 공중합체와 같은 플르오르화 중합물질, 혹은 외층이 상기 플루오르화 중합물질로된 기질을 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 전기절연 물질로된 프레임부재는 프레임상 가스켓과 함께 단위장치를 형성한다. 그리하여, 프레임부재는 가스켓의 표면상에 위치되어 가스켓의 프레임부의 개구영역에서 가스켓으로부터 직립되게 위치될 수 있게 된다. 프레임부재는 예컨대 접착제를 사용해 가스켓에 부착시키거나, 또는 프레임부재 및 가스켓을 일체 구조로 하는 것도 바람직한바, 예컨대 가스켓의 표면으로부터 직립되는 프레임부재를 갖는 가스켓을 적합한 형의 주형을 사용해 제조할 수도 있을 것이다.

이 바람직한 구체예에는 두개의 대체적인 형태가 있다. 가스켓의 표면으로부터 직립되는 프레임부재의 두께는 프레임부재가 위치되는 양극판 또는 음극판 부분의 두께와 적어도 동일하게 되어 있을 수 있으며 또한 가스켓의 표면으로부터 직립되는 프레임부재의 두께는, 프레임부재가 위치되는 양극판 및 음극판 부분의 두께보다 작아도 좋으며, 또한 두 가스켓의 표면상의 프레임부재들이 양극판 또는 음극판이 개구내에 위치되어 서로 협조하므로써 소망하는 전기절연을 제공할 수 있도록 가스켓은 양극판 또는 음극판의 양쪽에 위치될 수도 있다.

프레임부재가 가스켓과 단위장치를 구성되게 구성된 실시예는 양극판 및 음극판에 대해 가스켓을 정확히 위치시킬 수 있게 하는데 적합하여, 양극판 및 음극판의 개구내에 프레임부재를 별개로 위치시킬 필요성이 없게 되며, 따라서 전해조의 조립을 간단화 시킬 수 있다.

전해조에는 전해조의 길이방향 격실로부터 전해조의 양극격실 및 음극격실로 용액을 공급시키기 위한 장치 및, 전해조의 양극 및 음극격실로부터 전해조의 길이방향 격실에 전해 생성물을 공급시키기 위한 장치가 설치된다. 이러한 장치는 가스켓의 프레임상 부분의 개구와 가스켓의 프레임상 부분으로 한정되는 중앙개구와의 사이에 연통로를 형성하는 가스켓의 벽내 통로에 의해 형성될 수 있다. 통로는 가스켓 벽내의 슬롯트에 의해 제공될 수 있다.

가스켓은 그 벽내에 두개의 통로를 가지는데, 그 통로는 전해조의 양극격실이 용액을 양극격실로 공급하고 양극격실로부터 전해 생성물을 제거시키는 전해조 길이방향 격실과 연통하며, 또한 전해조의 음극격실이 용액을 음극격실에 공급하고 음극격실로부터 전해 생성물을 제거시키는 전해조의 길이방향 격실과 연통될 수 있도록 구성되어 있다.

양극판에 사용되는 금속의 성질은 전해조 내에서 전해되는 전해액의 성질에 따라 변화하게 된다. 특히 알카리 금속 염화물 수용액을 전해시킬 경우에는 막형성금속을 사용하는 것이 바람직하다.

막형성금속 티탄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈 또는 텅스텐과 같은 금속 하나일 수도 있으며 또는 주로 이러한 금속 한개 또는 그 이상으로 구성되며 순수 금속의 양극 분극특성에 필적하는 양극분극 특성을 가지는 합금일 수도 있다. 티탄, 또는 티탄의 분극특성에 팔적하는 분극특성을 가지는 티탄 합금을 사용하는 것이 바람직하다.

양극판은 중앙양극부분을 가질 것이며, 양극판의 개구들은 양극판의 단부 부근에서 가스켓의 개구들의 위치에 상응하는 위치에 배치될 것이다. 바람직하게 개구들은 쌍으로 배치되며, 양극부의 일측에, 그리고 양극부분의 반대측에 위치된다.

양극부분에는 예컨대 미늘형 또는 스트립 형태로된 다수의 가늘고 긴 부재들이 바람직하게 수직으로 위치될 것이며, 또는 양극부분은 메쉬, 해면상 금속 또는 유공표면을 한 해면상 표면을 가질 수 있다. 양극부분은 대체로 서로 평행하게 위치되는 한쌍의 해면상 표면을 포함할 수 있을 것이다.

양극판의 양극부분에는 도전성이며 전기 접촉적으로 활성인 재료의 피막이 제공될 수도 있을 것이다. 특히, 알카리금속 염화물 수용액을 전해시키는 경우에 상기 피막은 예컨대 하나 또는 그 이상의 백금 족금속, 즉, 백금, 로듐, 이리듐, 루데늄, 오스뮴 및 팔라듐, 또는 그러한 금속의 합금 또는 그들의 산화물로 구성될 수 있을 것이다. 피막은 하나 또는 2개이상의 백금족 금속 및(또는) 한개 또는 그 이상의 비귀금속산화물 특히 막형성금속 산화물과 혼합된 상기 백금 금속의 산화물로 구성될 수 있다. 전기접촉에 의해 활성화되는 피막의 재료로서 특히 적합한 것은 백금자체, 루데늄이산화물/티타늄 이산화물을 기초로한 것 및 루데늄 이산화물/틴이산화물/티타늄 이산화물을 기초로 하는 것을 포함한다.

이와 같은 피복 및 그의 적용방법은 해당 기술분야에서 공지된 것이다.

음극판의 금속의 성질은 전해조에서 전해될 전해액의 성질에 따라 좌우되게 될 것이다. 알카리금속염화물 수용액을 전해시키는 경우, 음극판의 금속은 예로 연강 또는 스테인레스강과 같은 강, 또는 니켈, 또는 니켈이 피복된 강으로 될 것이다. 그외에도 다른 금속이 사용될 수 있을 것이다. 음극판은 중앙음극부분을 가지고 있으며, 또한 음극판의 개구는 음극판의 단부 부근에서 가스켓의 개구의 위치에 상응하는 위치에 배치될 것이다. 바람직하게 개구들은 쌍으로 배치되어, 음극부분의 일측에 그리고 음극부분의 반대측에 위치되게 된다.

음극부분에는 예컨대 미늘형 또는 스트립 형태로된 다수의 가늘고 긴 부재들이 바람직하게 수직으로 위치될 것이며, 혹은 음극부분은 메쉬, 해면상금속 또는 유공표면과 같은 해면상 표면을 가질 수 있다. 음극부는 대체로 서로 평행하게 위치되는 한쌍의 해면상 표면을 포함할 수 있을 것이다.

음극판의 음극부분에는 전해조를 알카리금속 염화물 수용액을 전기분해에 사용하는 경우에 음극에서의 수소 과전압을 감소시키는 재료로된 피복이 제공될 수 있을 것이다. 이러한 피복은 이미 당해 기술분야에 공지된 것이다.

양극판 및 음극판은 전원에 접속하는 장치를 가진다. 예컨대 양극판 및 음극판에는 모선(母線)에 접속시키는데 적합한 연장부가 제공될 수 있을 것이다.

양극판 및 음극판 모두에는 가요성 및 탄성을 갖게 하여 상기판들이 전해조에 조립됐을 때 밀봉을 제공할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

양극판 및 음극판의 두께는 특히 적어도 개구 영역에서는 0.5 내지 3㎜가 되는 것이 적합하다.

양극판 및 음극판의 전류 흐름방향에 있어서의 칫수는 정교한 전류 발송장치를 사용함이 없이도 양극판 및 음극판에서의 전압강하를 낮게 보정시킬 수 있기 위해 전류흐름 경로를 짧게 할 수 있도록 정하는 것이 바람직하다. 따라서, 그 칫수는 약 15 내지 60㎝가 되는 것이 바람직하다.

본 발명의 전해조의 양이온 교환막은 양극판, 음극판 및 가스켓의 외측 칫수와 대체로 동일한 외측 칫수를 가질 수 있는데, 그런 경우, 양이온 교환막은 양극판, 음극판 및 가스켓의 개구의 위치에 상응하는 위치에서 4개의 개구를 가지게 될 것이다. 그와는 달리, 양이온 교환막은 양극판, 음극판 및 가스켓의 외측칫수보다 작은 외측칫수를 가질 수 있는데, 그 경우에 양이온 교환막에는 개구가 제공되지 않고 예컨대 가스켓 사이 가스켓의 프레임의 개구와 중첩되지 않는 위치에 배치될 것이다.

양이온 교환막의 성질을 전해조에서 전해될 전해액의 성질에 따라 좌우될 것이다. 양이온 교환막은 전해액 및 전해생성물에 의한 퇴화에 대해 저항을 가져야만 하며, 알카리 금속염화물 수용액을 전해시키는 경우에 양이온 교환막은 예컨대 설폰산, 카복실산 또는 인산기와 같은 양이온 교환기, 또는 그의 유도체 또는 그러한 족이 두개 또는 그 이상 혼합된 혼합물을 함유하는 불소함유 중합물질로 제조하는 것이 적합하다.

이러한 양이온 교환수지는 당해 기술분야에서 널리 공지된 것으로, 예컨대 영국특허 제1,184,321호, 1,402,920호, 1,406,673호, 1,455,070호, 1,497,748호, 1,497,749호, 1,518,387호 및 1,531,068호에 기재되어 있다.

전해조에는 각각 단자 양극판 및 단자 음극판인, 단판이 제공될 수 있다.

전해조에는 50개 또는 그 이상 까지의 양극판 및 50개 또는 그 이상까지 음극판이 교대로 배치될 수 있으며, 1개 또는 그 이상의 가스켓, 및 서로 인접한 양극판과 음극판과의 사이에는 양이온 교환막이 제공될 수 있을 것이다.

양극판, 음극판 및 가스켓의 프레임부의 개구들에 의해 형성된 전해조의 길이방향 격실은 적합한 헤더에 접속되어, 그것으로부터 용액이 길이방향 격실 및 양극격실 및 음극격실로 공급될 수 있으며, 또한 전해생성물이 양극격실 및 음극격실로부터 전해조의 길이방향 격실을 통해 헤더로 배출 될 수 있게 될 것이다.

본 발명의 전해조는 다른 전해액들을 전해시키는데 사용할 수도 있을 것이다. 그렇지만, 본 전해조는 염화나트륨 용액과 같은 알카리 금속염화물 수용액을 전해시키는데 특히 적합하다. 염화나트륨 용액을 전해하는 경우, 그 용액은 전해조의 길이방향 격실들 중 하나에 공급되며, 예컨대 가스켓의 벽의 통로를 통해 전해조의 양극격실로 이송된다. 전해시에 발생되는 염소 개스는 염화나트륨 희석용액과 함께 양극격실로부터 예컨대 가스켓의 벽의 통로를 통해 음극격실로 이송되게 된다. 전기분해서 생성되는 수소 및 수산화나트륨 농축 용액은 예컨대 가스켓 벽의 통로를 통해 전해조의 길이방향의 다른 격실로 이송되게 된다.

이후로는 첨부된 도면을 참조해 본 발명을 상세히 설명하겠다.

제1도는 도시된 바와 같이, 금속전극(1)은 중앙개구(3)가 형성된 프레임부재 (2)로 구성된다. 중앙개구(3)에는 수직으로 위치되는 다수의 스트립(4)이 배치되는데, 그 스트립(4)은 프레임부재의 상, 하부에 부착되어 프레임부재에 평행하게 이격되어 있다. 스트립(4)은 프레임부재(2)의 양측부상에 위치되는데, 그에 있어서 한측부상의 스트립은 다른 측부상의 두 인접스트립간의 틈새와 마주보게 위치되게 된다.

금속전극(1)은 적당한 전기접속체가 고정될 수 있는 돌출부(5)를 가지고 있다. 전극(1)이 양극으로 사용되는 경우에, 돌출부(5)는 프레임부재(2)의 하당단부 상에 위치되게 되며, 전극(1)이 음극으로 사용되는 경우에는 돌출부(5)는 프레임부재(2)의 반대쪽 상방단부 상에 위치되게 된다. 프레임부재(2)의 중앙개구(3)의 양쪽에는 각각 한쌍의 개구(6, 7) 및 (8, 9)가 형성되어 있다. 전극이 전해조내에 설치될 때, 상기 개구들은 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하게 되며, 그 격실을 통해 전해조의 양극격실 및 음극격실로 전해액 및 다른 유체를 충진하거나 또는 상기 길이방향 격실을 통해 전해조의 양극실 및 음극실로부터 전해생성물을 제거시킬 수 있게 된다. 전극의 금속은 그 전극의 양극으로 사용하느냐 또는 음극으로 사용하느냐에 따라 그리고 전해조에 사용되는 전해액의 성질에 따라 선택되게 된다.

제2도는 도시된 바와 같이, 가스켓(9a)는 중앙개구(11)이 형성된 프레임(10)으로 구성된다. 프레임부(10)의 중앙개구(11)의 양쪽에는 각각 한쌍의 개구(12, 13) 및 (14, 15)가 형성되어 있다. 가스켓이 전해조에 설치될 때, 상기 개구들은 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하게 되며, 그 격실을 통해 전해조의 양극격실 및 음극격실로 전해액 및 다른 유체를 충진하거나 또는 상기 길이방향 격실을 통해 전해조의 양극격실 및 음극격실로부터 전해생성물을 제거시킬 수 있게 된다. 또한 개구(12, 15)의 둘레에는 직립 프레임부재(16, 17)이 부착되어 있는데, 그 직립 프레임부재(16, 17)은 가스켓의 표면으로부터 돌출되어 있어 전해조에 설치될 때 전극판의 각 개구(6, 9)에 끼이게 된다. 직접 프레임부재(16, 17)은 전극의 개구(6, 7, 8, 9)에 의해 형성된 전해조의 길이방향 격실들 간에 요구되는 전기절연을 제공해 준다. 직립 프레임부재(16, 17)은 가스켓(9a)와 일체구조로 형성되는데, 예컨대 전기절연성의 적당한 열가소성 중합물질을 사용해 성형시켜 제조될 수도 있을 것이다. 전해조가 제2도에 도시된 형의 가스켓을 포함하는 경우에, 그 전해조는 또한 개구(14, 13)의 둘레에 직립 프레임부재(16, 17)이 부착된 형의 유사한 가스켓을 포함할 것이다.

제3도는 전해조에 설치된 전극 및 한쌍의 가스켓의 조립체가 도시되어 있다. 그 조립체는 4개의 개구(19, 20, 나머지 두개는 도시 안됨)를 갖는 전극(18)과, 4개의 개구(22, 23, 나머지 두개는 도시 안됨)를 갖는 제 1 프레임상 가스켓(21)과, 4개의 개구(25, 26, 나머지 두개는 도시 안됨)를 갖는 제 2 프레임상 가스켓(24)로 구성되어 있다. 프레임상 가스켓(24)은 개구(19, 나머지 하나는 도시 안됨)내에 끼이는 두개의 직립 프레임부재(27, 나머지 하나는 도시 안됨)를 포함하고 있는데, 그 직립 프레임부재(27)는 가스켓의 표면으로부터 돌출되어 있어 가스켓(21)의 표면과 접촉하므로써 밀봉 시일(seal)을 형성하게 된다. 제3도는 도시된 조립체에 있어서, 전기접속용 전극의 돌출부(제1도에 부호(5)로 표시됨)는 생략되어 있다.

제4도는 한개의 전극과 한쌍의 가스켓을 가진 다른 형의 조립체가 도시되어 있다. 제3도는 도시된 실시예와 마찬가지로, 본 실시예의 조립체도 4개의 개구(19, 20, 나머지 두개는 도시 안됨)를 갖는 전극(18)과, 4개의 개구(29, 30, 나머지 두개는 도시 안됨)를 갖는 제 1 가스켓(28)과, 4개의 개구(33, 34, 나머지 두개는 도시 안됨)를 갖는 제 2 가스켓(32)로 구성되어 있다. 상기 제 1 가스켓(28)은 그의 표면상으로부터 돌출되어 전극(18)의 개구(19, 나머지 하나는 도시 안됨)에 끼이는 두개의 직립 프레임부재(31, 나머지 하나는 도시 안됨)을 포함하고 있으며, 제 2 가스켓(32)는 그의 평면상으로부터 돌출되어 전극(18)의 개구(19, 나머지 하나는 도시 안됨)에 끼이는 두개의 직립 프레임부재(35, 하나는 도시 안됨)을 포함한다. 상술한 바와 같은 조립체에 있어서, 가스켓(28, 32)의 표면으로부터 돌출되는 직립 프레임부재(31, 35)는 서로 접촉하게 되어 밀봉 시일(seal)을 형성하게 된다.

제5도에는 제4도의 실시예에 대한 변형예가 도시되어 있는데, 그에 있어서, 가스켓(36)은 그의 표면으로부터 돌출되는 4개의 직립 프레임부재(37, 38, 나머지 두개는 도시 안됨)를 포함하며, 가스켓(39)는 그의 표면으로부터 돌출되는 4개의 직립 프레임부재(40, 41, 나머지 두개는 도시 안됨)를 포함한다. 본 실시예에 있어서, 가스켓의 표면으로부터 돌출되는 직립 프레임부재들은 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 전극의 4개 개구 전부에 배치되어 있다.

제6도는 본 발명 전해조의 일부를 나타낸 것으로, 전해조는 음극(42), 가스켓(43), 양이온 교환막(44), 가스켓(45), 양극(46), 가스켓(47), 양이온 교환막 (48), 가스켓(49)를 포함한다. 음극(42)는 그의 양측에 수직으로 위치되는 다수의 스트립(50)과 4개의 개구(51, 52, 53, 54) 및 전기접속용 돌출부(55)를 갖고 있다. 또한 가스켓(43)은 중앙개구(56) 및 4개의 개구(57, 58, 59, 나머지 하나는 도시 안됨)와 가스켓(43)의 표면으로부터 돌출되는 두개의 직립 프레임부재(60, 61)를 갖고 있다. 가스켓(45)는 평평한 가스켓으로, 중앙개구(62) 및 4개의 개구(63, 64, 65, 나머지 하나는 도시 안됨)와, 상기 중앙개구(62)와 개구(63, 65)간을 각각 연통시키도록 가스켓의 벽에 형성된 두개의 통로(66, 67)을 갖고 있다. 양극(46)은 전기접속용 돌출부가 하방단부에 형성되어 있다는 것을 제외하고는 음극판(42)와 유사한 구조를 갖는다. 또한 가스켓(47)은 그의 표면으로부터 돌출되는 직립 프레임부재가 개구(69, 나머지 하나는 도시 안됨)의 둘레에 가스켓(43)의 경우와는 다른 위치에 위치되는 것을 제외하고는 가스켓(43)과 유사한 구조를 갖는다. 가스켓(49)는 그의 벽에 형성된 통로(70, 나머지 하나는 도시 안됨)이 가스켓(45)의 중앙개구(62)와 연통하는 통로와는 다른 위치에 형성되어 중앙개구(71)과 개구(72, 나머지 하나는 도시 안됨)간의 연통을 제공한다는 것 외에는 가스켓(45)와 유사한 구조를 갖는다.

전해조에 있어서, 가스켓(45), (47)과 양극(46)은 함께 전해조의 양극격실을 형성하는데 그 양극격실은 양이온 교환막(44, 48)에 의해 한정되게 된다. 유사하게, 전해조의 음극격실은 음극(42), 가스켓(43), 그리고 음극(42)에 인접하게 위치되는 가스켓(49)와 동일한 형의 가스켓(도시 안됨)에 의해 형성되며, 그 음극격실도 또한 두개의 양이온 교환막에 의해 한정되게 된다. 조립된 상태의 전해조에 있어서, 양이온 교환막은 막의 각 측에 위치되는 가스켓에 의해 적당한 위치에 보지되게 된다. 도해를 간략화 시키기 위해, 제6도에는 전해조용 단판 및 볼트와 같은 수단을 도시하지 않았으나, 그 단판은 물론 전지의 일부를 형성하는 것이고, 또한 볼트와 같은 상기 수단은 전극과 가스켓을 밀폐고정시키는데 사용되게 된다. 전해조는 상술한 바와 같은 다수의 음극과 양극을 포함한다. 또한 전해조는 전극(42)의 개구(51)이 일부를 형성하는 전해조의 길이방향 격실 및 가스켓(45)벽의 통로(66)을 통해 전해조의 양극격실에 전해액을 공급하며 또한 전해조의 양극격실로부터 가스켓(45)벽의 통로(67)을 통해 및 음극(42)의 개구(54)가 일부를 형성하는 전해조의 길이방향 격실을 통해 전해생성물을 통과시키는 헤더(도시 안됨)을 포함한다. 유사하게, 또한 전해조는 전극(42)의 개구(53)이 일부를 형성하는 전해조 길이방향 격실에 및 가스켓(49) 벽의 통로(도시 안됨)을 통해 전해조 음극격실에 액체 예컨대 물을 공급하고 또한 전해조의 음극격실로부터 가스켓(49) 벽의 통로(70) 및 음극(42)의 개구(52)가 일부를 형성하는 전해조 길이방향 격실을 통해 전해생성물을 통과시키는 헤더(도시되지 않았음)을 포함한다.

Claims (10)

1. 교대로 배치된 다수의 금속 양극판과 금속 음극판, 수력학적으로 불침투성인 양이온 교환막 및 각 인접 양극판과 음극판 사이에 위치하여 다수의 분리된 양극격실과 음극격실을 형성하는 전기절연성 재료 프레임상 가스켓을 가지며, 양극판, 음극판 및 가스켓은 4개의 개구를 가지며, 이 개구는 서로 길이방향으로 4개의 분리된 격실을 형성하고, 이 길이방향 격실로부터 양극격실 및 음극격실에 액체를 충진하고, 또한 이 길이방향 격실을 통해 양극격실 및 음극격실로부터 전해생성물을 제거하도록 구성된 필터프레스형 전해조에 있어서, 양극격실에 액체를 충진하고 양극격실로부터 전해생성물을 제거하는 길이방향 격실을, 음극격실에 액체를 충진하고 음극격실로부터 전해생성물을 제거하는 길이방향 격실로부터 전기적으로 절연시키기 위해, 금속 양극판 및 음극판에 있는 개구의 적어도 몇개는 주위내측 및 그 둘레에 전기절연성 재료 프레임부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 필터프레스형 전해조.
2. 제1항에 있어서, 각 양극판 및 음극판의 4개 개구는 여기에 위치되는 전기절연성 재료의 프레임상부재를 가짐을 특징으로 하는 전해조.
3. 제1항에 있어서, 전해조의 양극격실과 연통하는 전해조 길이방향 격실의 일부를 형성하는 각 양극판에 있는 2개의 개구는 전기절연성 재료의 프레임상 부재를 가지며, 또한 전해조의 음극격실과 연통하는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 음극판에 있는 2개의 개구는 전기절연성 재료의 프레임상 부재를 가짐을 특징으로 하는 전해조.
4. 제1항에 있어서, 전해조의 양극격실과 연통하지 않는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 각 양극판에 있는 2개의 개구는 전기절연성 재료의 프레임상 부재를 가지며, 또한 전해조의 음극격실과 통하지 않는 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 음극판에 있는 2개의 개구는 전기절연성 재료의 프레임상 부재를 가짐을 특징으로 하는 전해조.
5. 제1항에서 4항 중 어느 한 항에 있어서, 전기절연성 재료의 프레임상 부재는 탄성임을 특징으로 하는 전해조.
6. 제1항에서 4항 중 어느 한 항에 있어서, 전해조의 길이방향 격실의 일부를 형성하는 가스켓의 4개 개구는 가스켓의 중앙 개구 양측에 쌍을 형성토록 배치됨을 특징으로 하는 전해조.
7. 제1항에서 4항 중 어느 한 항에 있어서, 가스켓은 탄성임을 특징으로 하는 전해조.
8. 제1항에서 4항중 어느 한 항에 있어서, 프레임상 부재는 가스켓의 표면으로부터 직립되어 있으며 일체의 구조를 가진 것임을 특징으로 하는 전해조.
9. 제8항에 있어서, 가스켓의 표면으로부터 직립되어 있는 프레임상 부재는 프레임상 부재가 위치 결정된 양극판 또는 음극판 부분의 두께와 적어도 동일한 두께를 가짐을 특징으로 하는 전해조.
10. 제8항에 있어서, 가스켓 표면으로부터 직립된 프레임부재의 두께는 프레임상 부재가 위치 결정된 양극판 또는 음극판 부분의 두께보다 얇으며, 또한 가스켓은 양극판 또는 음극판 양측에 위치 결정되는 양방 가스켓 표면의 프레임상 부재를 양극판 또는 음극판에 위치 결정시키고 서로 협동하도록 함을 특징으로 하는 전해조.

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