WO2020075337A1 - 縦型電解装置 - Google Patents

縦型電解装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020075337A1
WO2020075337A1 PCT/JP2019/021071 JP2019021071W WO2020075337A1 WO 2020075337 A1 WO2020075337 A1 WO 2020075337A1 JP 2019021071 W JP2019021071 W JP 2019021071W WO 2020075337 A1 WO2020075337 A1 WO 2020075337A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
outer cylinder
support frame
vertical
electrode
axial direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/021071
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宏幸 高波
勇作 那須
Original Assignee
三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 filed Critical 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
Priority to MYPI2021002630A priority Critical patent/MY188204A/en
Priority to CN201980005183.7A priority patent/CN111448341B/zh
Priority to KR1020217013992A priority patent/KR102336089B1/ko
Priority to MX2021005359A priority patent/MX2021005359A/es
Publication of WO2020075337A1 publication Critical patent/WO2020075337A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60Constructional parts of cells
    • C25B9/63Holders for electrodes; Positioning of the electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/01Electrolytic cells characterised by shape or form
    • C25B9/015Cylindrical cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

Definitions

  • the present invention relates to a vertical electrolysis device.
  • the present application claims priority to Japanese Patent Application No. 2018-215772 filed in Japan on November 16, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a vertical electrolysis device in which an electrolytic cell is arranged vertically, that is, a vertical arrangement is made to save space (see, for example, Patent Document 1).
  • the vertical electrolysis apparatus is formed by assembling the apparatus by standing a cylindrical outer cylinder in a vertical direction and inserting an electrode module from above the outer cylinder. At the time of the insertion, in order to prevent damage to the electrode module, the periphery of the electrode module is covered with an electrode support frame and inserted. Then, at the time of the insertion, a reinforcing material is separately arranged between the electrode support frame and the outer cylinder so that the electrode module does not rattle inside the outer cylinder.
  • the reinforcing material is installed for the purpose of preventing rattling of the electrode module, the reinforcing material is scattered between the inner wall of the outer cylinder and the electrode support frame. Therefore, a flow path is formed in the vertical direction between the inner wall of the outer cylinder and the electrode support frame. As a result, the liquid to be electrolyzed by the vertical electrolyzer may flow not only inside the electrode module but also between the outer cylinder and the electrode support frame. That is, there was a possibility of affecting the electrolysis performance.
  • the reinforcing material was installed between the outer cylinder and the electrode support frame during assembly of the device, the process was complicated.
  • the present invention provides a vertical electrolysis device capable of simplifying the assembly process of the vertical electrolysis device and maintaining good electrolysis performance.
  • the vertical electrolysis device of the present invention is a cylindrical pillar-shaped electrode module in which a cylindrical outer cylinder and a plurality of electrode plates are stacked inside the outer cylinder, and the stacking direction is the outer shell.
  • An electrode module arranged to be perpendicular to the central axis of the cylinder, a pair of first support frames sandwiching the electrode module in the stacking direction, and a pair of first supports in a direction perpendicular to the stacking direction.
  • a pair of second support frames sandwiching the frame and fixed to the first support frame, wherein the first support frame has a rectangular shape corresponding to the axial length of the central axis of the electrode module.
  • a rectangular second plate part corresponding to the length in the axial direction and an integral part of the second plate part And a plurality of second flange portions arranged at the predetermined intervals in the axial direction, and when fixed, the first flange portion and the second flange portion are combined to form the outer cylinder.
  • the first plate portion and the first flange portion of the first support frame are integrally formed. Therefore, the process of assembling the vertical electrolysis device can be simplified and the manufacturing cost can be reduced. Further, the first flange portion and the second flange portion form a circular flange portion having a diameter substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder and a slightly smaller diameter. This protects the electrode module during the assembly process and prevents rattling of the electrode module after assembly. Furthermore, the first and second flanges form a circular flange, which may affect the electrolysis performance between the inner wall of the outer cylinder and the first support frame or the second support frame. It is possible to substantially prevent the formation of the liquid flow path. As a result, the electrolysis performance of the vertical electrolysis device can be improved.
  • the outer cylinder is installed in at least one of the flanges arranged above the axial center of the outer cylinder, and the flange and the inner peripheral surface of the outer cylinder.
  • You may have the elastic part which fills up a space. According to such a configuration, the elastic portion can more effectively prevent rattling between the collar portion and the outer cylinder. Further, by filling the gap between the flange portion and the outer cylinder with the elastic portion, the electrolysis performance of the vertical electrolysis device can be further improved.
  • the elastic portion may have an opening that connects an upper portion and a lower portion of the elastic portion in the axial direction.
  • the opening may be a notch formed in the outer periphery of the elastic portion and having a circumferential width of 8 mm to 12 mm and a radial depth of 2 mm to 4 mm.
  • the first support frame further comprises a first rib integrally formed with the first flange portion and the first plate portion adjacent in the axial direction, the second support frame, A second rib integrally formed with the second flange portion and the second plate portion adjacent to each other in the axial direction may be further provided.
  • a vertical electrolysis device capable of simplifying the process of assembling the vertical electrolysis device and maintaining good electrolysis performance.
  • the vertical electrolysis device of the present invention uses a marine organism adhesion prevention device (inorganic electrolytic synthesis device) for electrolyzing seawater or the like, or a predetermined liquid such as urea-containing water for synthesizing ADCA (azizocarbonamide) or the like. It is possible to use any liquid to be electrolyzed, such as an electrolysis organic electrolysis device for electrolysis.
  • a marine organism adhesion prevention device inorganic electrolytic synthesis device
  • ADCA azizocarbonamide
  • FIG. 1 is a perspective view of a vertical electrolysis device in a vertical direction, and is a perspective view of a state in which the entire surface of a first support frame 23 described later is visible.
  • FIG. 2 is a horizontal perspective view of the electrolytic cell body 2 described later.
  • the vertical electrolysis device 1 will be described as an example in which the vertical electrolysis device 1 is installed upright in the vertical direction, that is, the vertical direction is set such that the central axis of the outer cylinder 7 is vertical.
  • the present invention is not limited to this, and the vertical electrolytic apparatus 1 is installed in an oblique arrangement inclined by a predetermined angle from the vertical direction while the upper lid 10 is arranged above the lower lid 8, and the electrolysis (electrolysis) of the liquid W is performed. May be performed.
  • the vertical electrolysis apparatus 1 may be assembled in a vertical arrangement and then installed in an oblique arrangement to operate the vertical electrolysis apparatus 1, that is, perform electrolysis.
  • the oblique arrangement means a state in which the vertical electrolytic apparatus is obliquely arranged so that the central axis of the outer cylinder 7 of the vertical electrolytic apparatus 1 is at an angle inclined from the horizontal plane. Therefore, for example, the concept includes a disposition in which the central axis is inclined by an angle of several degrees, for example, an angle of about 5 ° from the horizontal plane, that is, a substantially lateral disposition (substantially horizontal disposition).
  • the "vertical electrolyzer" of the present invention which is named “vertical”, is installed in a vertical arrangement or an oblique arrangement (substantially horizontal arrangement) to electrolyze the liquid W. Is.
  • the vertical electrolysis apparatus 1 includes a lower lid 8 having an inlet 9 into which seawater (or salt water) W is introduced, and an outlet 11 from which seawater (or salt water) W is discharged. Further, it has an upper lid 10, and a lower lid 8 and an electrolytic cell body 2 which is sandwiched and connected to the upper lid 10 in the vertical direction (axial direction DA).
  • the pair of positive electrode rods 15A is electrically connected to a positive electrode of an electrode module 3 which will be described later and is arranged inside the electrolytic cell body 2.
  • the pair of positive electrode rods 15 ⁇ / b> A vertically project upward from the upper lid 10 to the outside of the vertical electrolysis device 1.
  • the pair of negative electrode rods 15B is electrically connected to the negative electrode of the electrode module 3.
  • the pair of negative electrode rods 15 ⁇ / b> B project downward from the lower lid 8 to the outside of the vertical electrolysis device 1 in the vertical direction.
  • These electrode rods serve as external terminals for electrically connecting the vertical electrolysis device 1 to an external device.
  • the seawater (or salt water) W flows into the vertical electrolysis apparatus 1 in the vertical direction (axial direction DA), that is, into the inflow port 9 of the lower lid 8. After that, seawater (or salt water) W flows upward inside the electrolytic cell main body 2 and flows upward in the vertical direction (axial direction DA) of the vertical electrolysis device 1, that is, from the outlet 11 of the upper lid 10. . Then, while passing through the inside of the electrolytic cell body 2, seawater (or salt water) W is electrolyzed by an electrode module 3 described later arranged in the electrolytic cell body 2.
  • the electrolytic cell body 2 includes a cylindrical outer cylinder 7 having a central axis extending in the vertical direction (axial direction DA) and both ends open, and an electrode housed inside the outer cylinder 7.
  • a support frame (first support frame 23, second support frame 27) and the electrode module 3 are provided.
  • the outer cylinder 7 is, for example, a metal or reinforced plastic tube.
  • the electrode support frame 4 includes a pair of first support frames 23 and a pair of second support frames 27 formed of an electrically insulating material and made of, for example, reinforced plastic. The electrode support frame 4 will be described later in detail with reference to FIG.
  • the electrode module 3 is a square pole-shaped electrode module in which a plurality of rectangular electrode plates 18 are stacked.
  • the electrode plate 18 is a bipolar type electrode plate in which both an anode (positive electrode) and a cathode (negative electrode) are formed on one electrode plate.
  • a bipolar type electrode plate is exemplified here, the present invention is not limited to this, and a monopolar type electrode plate in which only one of an anode and a cathode is formed on one electrode plate may be used.
  • the electrode plates are sequentially stacked in the stacking direction DL so that the anode and the cathode are alternately facing each other. Electrolysis is carried out by flowing seawater (or salt water) W in the central axis direction. Therefore, the stacking direction DL is the horizontal direction, and is in a positional relationship perpendicular to the central axis, in other words, perpendicular to the axial direction DA.
  • the plurality of electrode plates 18 are arranged in parallel with each other with a predetermined spacing by an annular spacer 21 so as not to electrically short-circuit.
  • the arrangement in which the plurality of electrode plates 18 are parallel to each other at a predetermined interval by the annular spacer 21 is treated as a state in which the electrode plates 18 are stacked.
  • the electrode module 3 is sandwiched by the pair of first support frames 23 in the stacking direction DL.
  • the electrode module 3 is fastened to the pair of first support frames 23 by bolts 22A and nuts 22B formed of an electrically insulating material such as plastic.
  • the pair of first support frames 23 is sandwiched by the pair of second support frames 27 from the direction perpendicular to the stacking direction DL on the horizontal plane.
  • the first support frame 23 and the second support frame 27 are fixed by bolts 32 formed of an electrically insulating material such as plastic.
  • the screw holes 24a formed in the end surface of the first plate portion 24 of the first support frame 23 are inserted into the through holes formed in the second plate portion 28 of the second support frame 27.
  • the bolt 32 is fastened. As a result, the first support frame 23 and the second support frame 27 are fixed.
  • the periphery of the electrode module 3 is entirely covered by the electrode support frame 4 from the upper side to the lower side in the vertical direction. Therefore, when the electrode module 3 secured to the electrode support frame 4 is inserted into the outer cylinder 7, the electrode plate 18 can be easily inserted and inserted without worrying about damage that may be caused by the electrode plate 18 coming into contact with the inner wall of the outer cylinder 7. Assembly work can be performed.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the electrode support frame 4.
  • the first support frame 23 is formed integrally with the rectangular first plate portion 24 corresponding to the length of the electrode module 3 in the axial direction DA of the central axis of the outer cylinder 7, and the axial direction DA.
  • a plurality of plate-shaped first flange portions 25 arranged at predetermined intervals along the two first flange portions 25 and the first plate portion 24 that are adjacent to each other among the plurality of first flange portions 25.
  • the formed plate-shaped first rib 26 is provided.
  • the horizontal length (width-direction length) of the first plate portion 24 corresponds to the horizontal length (width-direction length) of the electrode module 3.
  • the first flange portion 25 has a surface outside the first plate portion 24 (the electrode module 3 so that the main surface of the first flange portion 25 is orthogonal to the central axis of the outer cylinder 7 and the main surface of the first plate portion 24). Is arranged on the surface opposite to the surface of the first plate portion 24 on which is arranged.
  • the outer shape of the first collar portion 25 has a first side 33 along the main surface of the first plate portion 24, a pair of second sides 34 orthogonal to the first side 33, and a first edge forming the outer periphery of the collar portion 14.
  • the outer shape is composed of 35 and 35.
  • the first plate portion 24 and the first flange portion 25 are integrally formed by, for example, bonding.
  • the first rib 26 is arranged so that the main surface of the first rib 26 is orthogonal to the main surface of the first plate portion 24 and the main surface of the first flange portion 25.
  • the first rib 26 is integrally formed with the first plate portion 24 and the first flange portion 25 by, for example, bonding.
  • two first ribs 26 are formed between the adjacent first flange portions 25.
  • the number of the first ribs 26 is not limited to this, and only one may be formed or three or more may be formed depending on the design.
  • the deformation of the first support frame 23 can be prevented and the strength of the first support frame 23 can be increased.
  • the strength of the first support frame 23 can be increased and the electrode module 3 can be protected more effectively.
  • the manufacturing cost increases as the number of the first ribs 26 is increased, an appropriate number of the first ribs 26 is formed in view of cost efficiency.
  • first collar portion 25 and the first rib 26 can be, for example, plate-shaped members having the same material and thickness as the first plate portion 24. In this case, a member having the same material and thickness as the first plate portion 24 can be used, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the first support frame 23 is not deformed without the first ribs 26 and the strength of the first support frame 23 can be maintained without the first ribs 26, the first support frame 23 is not supported. It is not necessary to form the first rib 26 on the frame 23. In this case, the number of the first ribs 26 formed on the first support frame 23 is “0”.
  • the second support frame 27 is formed integrally with the rectangular second plate portion 28 corresponding to the length of the electrode module 3 in the axial direction DA of the central axis of the outer cylinder 7, and the second plate portion 28.
  • a plurality of plate-shaped second flange portions 29 arranged at predetermined intervals along the two second flange portions 29 and the second plate portion 28 which are adjacent to each other among the plurality of second flange portions 29.
  • the plate-shaped second rib 30 is provided.
  • the length of the second plate portion 28 in the horizontal direction corresponds to the length of the electrode module 3 in the stacking direction DL (the length in the horizontal direction and the width direction).
  • the second flange portion 29 has an outer surface (electrode module 3) so that the main surface of the second flange portion 29 is orthogonal to the central axis of the outer cylinder 7 and the main surface of the second plate portion 28. Is arranged on the surface opposite to the surface of the second plate portion 28 on which is arranged.
  • the outer shape of the second collar portion 29 is along the main surface of the second plate portion 28 and is in contact with the second side 34 of the first collar portion 25, and the second edge 37 forming the outer periphery of the collar portion 14. It is an outline composed of and.
  • the second plate portion 28 and the second flange portion 29 are integrally formed by, for example, bonding.
  • the second rib 30 is arranged such that the main surface of the second rib 30 is orthogonal to the main surface of the second plate portion 28 and the main surface of the second flange portion 29.
  • the second rib 30 is integrally formed with the second plate portion 28 and the second flange portion 29 by, for example, bonding.
  • two second ribs 30 are formed between the adjacent second flange portions 29.
  • the number of the second ribs 30 is not limited to this, and there may be a case where only one second rib 30 is formed or a case where three or more second ribs 30 are formed.
  • the deformation of the second support frame 27 can be prevented and the strength of the second support frame 27 can be increased.
  • the strength of the second support frame 27 can be increased and the electrode module 3 can be protected more effectively.
  • an appropriate number of the second ribs 30 are formed in view of cost efficiency.
  • the second flange portion 29 and the second rib 30 can be, for example, plate-shaped members having the same material and thickness as the second plate portion 28. In this case, since the member having the same material and thickness as the second plate portion 28 can be used, the manufacturing cost can be reduced. In the design, if the second support frame 27 is not deformed without the second rib 30 and the strength of the second support frame 27 can be maintained without the second rib 30, the second support frame 27 is not supported. It is not necessary to form the second rib 30 on the frame 27. In this case, the number of second ribs 30 formed on the second support frame 27 is “0”.
  • the first flange portion 25 and the second flange portion 29 have the outer shapes described above, respectively. Therefore, when combined with each other, a circular brim having a diameter substantially the same as the inner diameter of the outer cylinder 7 (the diameter of the inner wall (inner peripheral surface) of the outer cylinder 7) and slightly smaller than the inner diameter of the outer cylinder 7.
  • the part 14 is formed automatically. Unlike the conventional reinforcing member, which is separately installed between the outer cylinder and the electrode support frame when assembling the vertical electrolysis device, the flange portion 14 is integrally formed with the electrode support frame from the beginning. ing. Therefore, the assembly process is simplified.
  • the flange 14 has a circular shape having a diameter substantially the same as the diameter of the inner wall of the outer cylinder 7 (the inner diameter of the outer cylinder 7). Therefore, the electrode module 3 is prevented from rattling inside the outer cylinder 7. Further, the collar portion 14 substantially seals a horizontal gap between the outer cylinder 7 and the electrode support frame 4 at the position where the collar portion is arranged, and prevents formation of a flow path of seawater (or salt water) W. It becomes a baffle. Therefore, seawater (or salt water) W is less likely to flow through the gap. In other words, it is possible to substantially prevent the formation of the flow path in the gap.
  • substantially all of the seawater (or salt water) W flowing in from the inflow port 9 of the lower lid 8 passes through the inside of the electrode module 3 surrounded by the electrode support frame 4.
  • the electrode module 3 efficiently electrolyzes. That is, the electrolysis performance of the vertical electrolysis device 1 can be improved.
  • the collar portion 14 on the uppermost side in the vertical direction has a collar portion.
  • An elastic portion 19 that fills a space between the portion 14 and the inner wall (inner peripheral surface) of the outer cylinder 7 is provided.
  • the elastic portion 19 has an outer diameter larger than the outer diameter of the collar portion 14 and is the same as or different from the inner wall (inner peripheral surface) diameter (inner diameter) of the outer cylinder 7.
  • the shape is a circular plate shape (or a circular sheet shape) having a slightly larger diameter (a diameter at which the elastic portion 19 slightly contacts the inner wall of the outer cylinder 7).
  • a through hole 39 is formed near the center of the elastic portion 19.
  • the through hole 39 is formed in a shape such that the elastic portion 19 and the electrode support frame 4 do not interfere in the horizontal direction so that the elastic portion 19 can be easily inserted into the electrode module 3 covered with the electrode support frame 4. ing.
  • the elastic portion 19 is formed of an elastic material such as synthetic rubber.
  • the electrode module 3 fixed to the electrode support frame 4 is inserted from above the outer cylinder 7 leaning in the vertical direction.
  • the elastic portion 19 is installed in the collar portion 14 located at the uppermost position, this insertion work can be facilitated.
  • the elastic portion 19 is elastically deformed, and can be brought into close contact with substantially the entire inner wall of the outer cylinder 7 (substantially the entire circumference of the inner peripheral surface) in the horizontal plane where the elastic portion 19 is arranged. Therefore, in the horizontal plane where the elastic portion 19 is arranged, the elastic portion 19 fills the space between the collar portion 14 and the inner peripheral surface of the outer cylinder 7. Therefore, it is possible to more effectively prevent the formation of the flow path in the gap between the outer cylinder 7 and the electrode support frame 4 to the extent that it may affect the electrolysis performance.
  • the elastic portion 19 is shown here as an example installed in the flange portion 14 which is located at the highest position in the vertical direction, depending on the design, the collar portion above at least the center in the vertical direction of the outer cylinder 7 is shown.
  • the elastic portion 19 may be installed in the portion 14. If the elastic portion 19 is arranged below the vertical center of the outer cylinder 7, the elastic portion 19 comes into contact with the inner wall of the outer cylinder 7 to serve as a resistor. Therefore, there is a possibility that the above insertion work cannot be performed smoothly. However, since the elastic portion 19 is installed in the collar portion 14 above the vertical center of the outer cylinder 7, the difficulty of the above-mentioned insertion work can be greatly reduced.
  • the elastic portions 19 may be installed in the plurality of flange portions 14 above at least the center of the outer cylinder 7 in the vertical direction.
  • the elastic portions 19 By installing the elastic portions 19 on the plurality of collar portions 14, it is possible to further prevent the electrode module 3 from rattling inside the outer cylinder 7. Further, the function of the baffle plate is further improved, and as a result, the electrolysis performance of the vertical electrolysis device 1 can be further improved.
  • the elastic portion 19 is installed and fixed to the collar portion 14 by being sandwiched between the collar portion 14 and the plate-shaped fixing plate 40.
  • the flange portion 14 and the fixing plate 40 can be fixed by, for example, a bolt (not shown).
  • the fixing plate 40 may be a single part or a plurality of parts as long as the elastic part 19 can be fixed to the entire flange part 14 by substantially uniform pressing, and the circular plate, It can have any shape such as a semicircle.
  • the elastic portion 19 has an opening 41 that connects the upper portion and the lower portion of the elastic portion 19 in the vertical direction (the axial direction of the central axis of the outer cylinder 7).
  • the opening 41 is formed on the outer periphery of the elastic portion 19.
  • the width WI of the opening 41 in the circumferential direction is not less than 8 mm and not more than 12 mm, and the depth D in the radial direction is not less than 2 mm and not more than 4 mm.
  • the openings 41 are provided in the elastic portion 19 at equal intervals, for example, at four locations.
  • a vertical electrolysis device 1 When a vertical electrolysis device 1 is used as an inorganic electrolysis device or an organic electrolysis device, an ignitable or flammable gas (hydrogen, oxygen, etc.) may be generated by electrolysis by the electrode module 3.
  • the flange portion 14 and the elastic portion 19 substantially seal the entire gap in the horizontal direction between the outer cylinder 7 and the electrode support frame 4 at the position where the collar portion is arranged.
  • the function of the baffle that prevents the formation of the flow path of the liquid W is sufficiently exerted, the liquid W practically hardly flows through the gap.
  • the gas moves upward toward the upper lid 10 by its buoyancy and passes through the opening 41. be able to.
  • the opening 41 preferably has a circumferential width WI of about 10 mm and a radial depth D of about 3 mm. Gases such as hydrogen and oxygen can be sufficiently discharged through the openings 41 having a minute size.
  • the opening 41 is described as a notch formed on the outer periphery of the elastic portion 19, but the opening 41 may be formed as long as the collar portion 14 and the elastic portion 19 can sufficiently exhibit the function of the baffle plate. It may be a through hole formed in 19.
  • the number of openings 41 is not limited to four, and may be three or less or five or more.
  • the integrally formed member such as the plate portion 28 and the second rib 30 may have a concavo-convex portion for facilitating fixing, and may be integrally formed by different members such as screws.
  • the individual members may be integrally formed at the stage of molding.
  • a vertical electrolysis device capable of simplifying the process of assembling the vertical electrolysis device and maintaining good electrolysis performance.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

縦型電解装置は、外筒と、電極モジュールと、積層の方向で電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠(23)と、一対の第一支持枠(23)を挟み込む一対の第二支持枠(27)とを有する。第一支持枠(23)は、第一板部(24)と、軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部(25)と、を備え、第二支持枠(27)は、第二板部(28)と、軸方向に所定間隔で配置された複数の第二鍔部(29)とを備える。第一鍔部(25)と第二鍔部(29)とによって、外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成される。

Description

縦型電解装置
 本発明は、縦型電解装置に関する。
 本願は、2018年11月16日に日本に出願された特願2018-215772号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 電解装置として、電解槽を鉛直方向に配置、すなわち縦配置として省スペース化を図った縦型電解装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。縦型電解装置は、装置の組み立ての際、円筒形状の外筒を鉛直方向に立て、外筒の上方から電極モジュールを挿入して形成する。当該挿入の際には、電極モジュールの損傷を防止するため、電極モジュールの周囲を電極支持枠で覆って挿入する。そして、当該挿入の際、外筒の内側で電極モジュールがガタつかないよう、電極支持枠と外筒の間には、別途、補強材が配置される。
特開2010-222594号公報
 しかし、従来の縦型電解装置では、補強材は、電極モジュールのガタつき防止の目的で設置されていたため、外筒の内壁と電極支持枠との間に点在していた。このため、外筒の内壁と電極支持枠の間には鉛直方向に流路ができる。その結果、縦型電解装置で電気分解する対象の液体は、電極モジュールの内部のみならず、外筒と電極支持枠の間も流れる可能性があった。すなわち、電気分解の性能に影響を及ぼす可能性があった。
 また、補強材は、装置の組み立ての際、外筒と電極支持枠との間に設置していたため、工程が煩雑であった。
 この発明は、縦型電解装置の組み立て工程を簡略化することができ、また、電気分解の性能を良好に保つことができる縦型電解装置を提供する。
 本発明の縦型電解装置は、円筒形状の外筒と、前記外筒の内部に収容され、複数の電極板が積層された四角柱形状の電極モジュールであって、前記積層の方向が前記外筒の中心軸と垂直となるように配置される電極モジュールと、前記積層の方向で前記電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠と、前記積層の方向に垂直な方向で前記一対の第一支持枠を挟み込んで前記第一支持枠と固定される一対の第二支持枠と、を有し、前記第一支持枠は、前記電極モジュールの前記中心軸の軸方向の長さに対応する矩形状の第一板部と、前記第一板部に一体形成され、前記軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部と、を備え、前記第二支持枠は、前記電極モジュールの前記軸方向の長さに対応する矩形状の第二板部と、前記第二板部に一体形成され、前記軸方向に前記所定間隔で配置された複数の第二鍔部と、を備え、前記固定した際、前記第一鍔部と前記第二鍔部とが組み合わさって、前記外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成され、前記外筒の前記軸方向一方側から導入され、且つ、前記一対の第一支持枠及び前記一対の第二支持枠の間を流通する液体に対して、前記電極モジュールが電気分解を行う。
 このような構成によれば、第一支持枠の第一板部と第一鍔部とが一体形成されている。そのため、縦型電解装置の組み立て工程を簡略化し、製造コストを低減することができる。
 また、第一鍔部と第二鍔部とによって、外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成される。これによって、当該組み立て工程の際に電極モジュールを保護するとともに、組み立て後の電極モジュールのガタつきを防止できる。
 さらに、第一鍔部と第二鍔部が円形の鍔部を形成することで、外筒の内壁と第一支持枠または第二支持枠との間に、電気分解の性能に影響を与えうる液体の流路が形成されるのを実質的に防止できる。これにより、縦型電解装置の電気分解の性能を向上することができる。
 上記縦型電解装置において、前記外筒の前記軸方向の中央よりも上方に配置された前記鍔部のうち少なくとも一つの鍔部に設置され、前記鍔部と前記外筒の内周面との間を埋める弾性部を有してよい。
 このような構成によれば、弾性部により、鍔部と外筒との間のガタつきをさらに効果的に防止することができる。また、鍔部と外筒の隙間が弾性部で埋められることで、縦型電解装置の電気分解の性能をさらに向上することができる。
 上記縦型電解装置において、前記弾性部は、前記軸方向において、前記弾性部の上方と下方とを連通させる開口を有してよい。
 このような構成によれば、電気分解に伴って発生するガスが縦型電解装置の内部に溜まるのを防止し、縦型電解装置の安全性を向上させることができる。
 上記縦型電解装置において、前記開口は、前記弾性部の外周に形成され、周方向の幅が8mm以上12mm以下、径方向の深さが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きであってよい。
 このような構成によれば、より電気分解の性能を向上させることができる。加えて、電極モジュールで電気分解される液体の種類によって、例えば水素ガス等のガスが発生する場合においても、装置外部へ速やかに排出することができる。そのため、より性能が優れ且つ安全性の高い縦型電解装置を提供することができる。
 上記縦型電解装置において、前記第一支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第一鍔部及び前記第一板部と一体形成された第一リブをさらに備え、前記第二支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第二鍔部及び前記第二板部と一体形成された第二リブをさらに備えてよい。
 このような構成によれば、第一支持枠及び第二支持枠の変形を防止するとともに強度を増加させ、電極モジュールをより効果的に保護することができる。従って、縦型電解装置の電気分解の性能を向上させるとともに、安全性を向上させることができる。
 本発明によれば、縦型電解装置の組み立てにおいて工程を簡略化することができ、また、電解性能を良好に保つことができる縦型電解装置を提供することができる。
本発明の実施形態の縦型電解装置の鉛直方向の透視図である。 図1の縦型電解装置の電解槽本体の水平方向の透視図である。 本発明の実施形態の縦型電解装置の電極支持枠(第一支持枠及び第二支持枠)の分解斜視図である。 本発明の実施形態の縦型電解装置の弾性部の配置図である。 本発明の実施形態の縦型電解装置の弾性部の配置図である。 弾性部の開口を説明する拡大図である。
 本発明の縦型電解装置は、海水等を電気分解する海洋生物付着防止装置(無機電解合成装置)や、ADCA(アジゾカルボンアミド)などを合成するために尿素含有水等の所定の液体を電気分解する有機電解合成装置など、電気分解する対象の液体がいかなる液体であっても、使用することが可能である。
 本発明の実施形態の縦型電解装置1について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、縦型電解装置1を海洋生物付着防止装置に使用する例を示す。このため、電気分解する対象の液体Wは、海水(または塩水)として説明をする。縦型電解装置1を例えば有機電解合成装置として使用する場合は、液体Wが所定の液体となることはいうまでもない。
 図1は、縦型電解装置の鉛直方向の透視図であり、後述の第一支持枠23の表面全体が見える状態の透視図である。図2は、後述の電解槽本体2の水平方向の透視図である。
 なお、ここでは、縦型電解装置1は鉛直方向に直立した配置、すなわち外筒7の中心軸が鉛直になるように縦配置に設置した場合を例として説明する。しかしながら、これに限らず、上部蓋10を下部蓋8より上方に配置しつつ縦型電解装置1を鉛直方向から所定の角度だけ傾けた斜め配置に設置して、液体Wの電気分解(電解)が行われてもよい。例えば、縦型電解装置1を縦配置で組み立てた後、斜め配置に設置して、縦型電解装置1の運転、すなわち電気分解が行われてもよい。当該斜め配置は、ここでは、縦型電解装置1の外筒7の中心軸が水平面から傾きをもった角度となるように、縦型電解装置を斜めに配置した状態を意味する。そのため、例えば水平面から数度の角度、例えば5°程度の角度だけ当該中心軸が傾いた配置、すなわち実質的に横配置(実質的に水平な配置)も包含する概念である。
 言い換えれば、本発明の「縦型電解装置」は、「縦型」と名付けているものの、縦配置または斜め配置(実質的な横配置)に設置されて、液体Wの電気分解を行う電解装置である。
 図1に示すように、縦型電解装置1は、海水(または塩水)Wが導入される流入口9を備えた下部蓋8と、海水(または塩水)Wが排出される流出口11を備えた上部蓋10と、下部蓋8と上部蓋10に鉛直方向(軸方向DA)から挟まれて接続された電解槽本体2とを有している。一対の正極棒15Aは、電解槽本体2の内部に配置される後述の電極モジュール3の正極に電気的に接続されている。一対の正極棒15Aは、上部蓋10から縦型電解装置1の外部へ鉛直方向かつ上方に突出している。また、一対の負極棒15Bは、電極モジュール3の負極に電気的に接続されている。一対の負極棒15Bは、下部蓋8から縦型電解装置1の外部へ鉛直方向かつ下方に突出している。これら電極棒(正極棒15A、負極棒15B)は、縦型電解装置1を外部の装置に電気的に接続するための外部端子となる。
 海水(または塩水)Wは、縦型電解装置1の鉛直方向(軸方向DA)の下方、すなわち下部蓋8の流入口9に流入する。その後、海水(または塩水)Wは、電解槽本体2の内部を上方に向かって流れ、縦型電解装置1の鉛直方向(軸方向DA)の上方、すなわち上部蓋10の流出口11から流出する。そして、電解槽本体2の内部を通る間に、電解槽本体2に配置された後述の電極モジュール3によって海水(または塩水)Wが電気分解される。
 図2に示すように、電解槽本体2は、中心軸が鉛直方向(軸方向DA)に延存し且つ両端が開口する円筒形状の外筒7と、外筒7の内部に収容された電極支持枠(第一支持枠23、第二支持枠27)及び電極モジュール3を備えている。
 外筒7は、例えば、金属製または強化プラスチック製の管である。電極支持枠4は、電気絶縁性の材料で形成された、例えば強化プラスチック製の一対の第一支持枠23と一対の第二支持枠27を備えている。電極支持枠4については、図3を用いて後ほど詳述する。
 電極モジュール3は、複数の矩形状の電極板18が積層された四角柱形状の電極モジュールである。電極板18は、1枚の電極板に陽極(正極)と陰極(負極)の両方が形成されたバイポーラ型の電極板である。なお、ここでは、バイポーラ型の電極板を例に挙げるが、これに限らず、1枚の電極板に陽極または陰極の一方のみが形成されたモノポーラ型の電極板を使用してもよい。いずれの型の電極板であっても、陽極と陰極が交互に向い合うように積層方向DLに向かって電極板が順次積層される。海水(または塩水)Wを上記中心軸方向に流して電気分解が行われる。そのため、積層方向DLは水平方向であり、上記中心軸と垂直、言い換えれば軸方向DAと垂直の位置関係にある。
 図2に示すように、複数の電極板18は、電気的に短絡しないように、環状スペーサ21によって所定の間隔を隔てて互いに平行に配置される。この、複数の電極板18が環状スペーサ21によって所定の間隔を隔てて互いに平行な配置を、本発明の実施形態においては電極板18が積層された状態として取り扱う。
 そして、電極モジュール3は、積層方向DLで一対の第一支持枠23によって挟み込まれている。電極モジュール3は、プラスチック等の電気絶縁性の材料によって形成されたボルト22Aとナット22Bによって、一対の第一支持枠23に固縛される。また、水平面において積層方向DLと垂直な方向から、一対の第二支持枠27で一対の第一支持枠23が挟み込まれる。プラスチック等の電気絶縁性の材料によって形成されたボルト32で第一支持枠23と第二支持枠27が固定される。具体的には、第一支持枠23の第一板部24の端面に形成されているネジ穴24aに、第二支持枠27の第二板部28に形成されている貫通孔に挿入されたボルト32が締結される。これにより、第一支持枠23と第二支持枠27とが固定される。
 これにより、水平面において、電極モジュール3の周囲は、鉛直方向の上方から下方まで、電極支持枠4により全て覆われる。そのため、電極支持枠4に固縛された電極モジュール3を外筒7に挿入する際、電極板18が外筒7の内壁に接触して生じうる損傷を気にすることなく、容易に挿入・組立作業を行うことができる。
 図3は、電極支持枠4の分解斜視図である。第一支持枠23は、外筒7の中心軸の軸方向DAにおける電極モジュール3の長さに対応する矩形状の第一板部24と、第一板部24に一体形成され、軸方向DAに沿って所定間隔で配置された板状の複数の第一鍔部25と、当該複数の第一鍔部25のうち、隣接する2つの第一鍔部25と第一板部24とに一体形成された板状の第一リブ26とを備えている。なお、第一板部24の水平方向の長さ(幅方向の長さ)は、電極モジュール3の水平方向の長さ(幅方向の長さ)に対応している。
 第一鍔部25は、第一鍔部25の主面が外筒7の中心軸及び第一板部24の主面と直交するように、第一板部24の外側の面(電極モジュール3が配置される第一板部24の面とは反対側の面)に配置されている。第一鍔部25の外形は、第一板部24の主面に沿う第一辺33と、第一辺33と直交する一対の第二辺34と、鍔部14の外周をなす第一縁35とで構成される外形である。第一板部24と第一鍔部25とは、例えば接着により一体に形成されている。
 第一リブ26は、第一リブ26の主面が第一板部24の主面及び第一鍔部25の主面と直交するように配置されている。第一リブ26は、第一板部24及び第一鍔部25と、例えば接着により一体に形成されている。なお、図1、図2、図3では、第一リブ26は、隣接する第一鍔部25の間に2つ形成されている。しかしながら、第一リブ26は、これに限らず、設計に応じて、1つ形成するだけの場合や、3つ以上形成する場合があってもよい。
 第一リブ26が設けられることで、第一支持枠23の変形が防止され、且つ、第一支持枠23の強度を増すことができる。第一リブ26を多数形成するほど第一支持枠23の強度を増すことができ、電極モジュール3をより効果的に保護することができる。ただし、第一リブ26を多数形成するほど製造コストが増すので、費用対効果を鑑みて、適切な数の第一リブ26が形成される。
 また、第一鍔部25及び第一リブ26は、例えば、第一板部24と同じ材質及び厚みの板状部材とすることができる。この場合、第一板部24と同じ材質及び厚みの部材を使用することができるので、製造コストを低減することができる。
 なお、設計上、第一リブ26がなくとも第一支持枠23の変形がなく、また、第一リブ26がなくとも第一支持枠23の強度を保つことができる場合には、第一支持枠23に第一リブ26を形成する必要はない。この場合、第一支持枠23に形成される第一リブ26の数は「0」となる。
 第二支持枠27は、外筒7の中心軸の軸方向DAにおける電極モジュール3の長さに対応する矩形状の第二板部28と、第二板部28に一体形成され、軸方向DAに沿って所定間隔で配置された板状の複数の第二鍔部29と、当該複数の第二鍔部29のうち、隣接する2つの第二鍔部29と第二板部28とに一体形成された板状の第二リブ30を備えている。なお、第二板部28の水平方向の長さ(幅方向の長さ)は、電極モジュール3の積層方向DLの長さ(水平方向かつ幅方向の長さ)に対応している。
 第二鍔部29は、第二鍔部29の主面が外筒7の中心軸及び第二板部28の主面と直交するように、第二板部28の外側の面(電極モジュール3が配置される第二板部28の面とは反対側の面)に配置されている。第二鍔部29の外形は、第二板部28の主面に沿うとともに、第一鍔部25の第二辺34と接する第三辺36と、鍔部14の外周をなす第二縁37とで構成される外形である。第二板部28と第二鍔部29とは、例えば接着により一体に形成されている。
 第二リブ30は、第二リブ30の主面が第二板部28の主面及び第二鍔部29の主面と直交するように配置されている。第二リブ30は、第二板部28及び第二鍔部29と、例えば接着により一体に形成されている。なお、図1、図2、図3では、第二リブ30は、隣接する第二鍔部29の間に2つ形成されている。しかしながら、第二リブ30は、これに限らず、設計に応じて、1つ形成するだけの場合や、3つ以上形成する場合があってもよい。
 第二リブ30が設けられることで、第二支持枠27の変形が防止され、且つ、第二支持枠27の強度を増すことができる。第二リブ30を多数形成するほど第二支持枠27の強度を増すことができ、電極モジュール3をより効果的に保護することができる。ただし、第二リブ30を多数形成するほど製造コストが増すので、費用対効果を鑑みて、適切な数の第二リブ30が形成される。
 また、第二鍔部29及び第二リブ30は、例えば、第二板部28と同じ材質及び厚みの板状部材とすることができる。この場合、第二板部28と同じ材質及び厚みの部材を使用することができるので、製造コストを低減することができる。
 なお、設計上、第二リブ30がなくとも第二支持枠27の変形がなく、また、第二リブ30がなくとも第二支持枠27の強度を保つことができる場合には、第二支持枠27に第二リブ30を形成する必要はない。この場合、第二支持枠27に形成される第二リブ30の数は「0」となる。
 電極支持枠4が形成される際、すなわち第一支持枠23と第二支持枠27とが互いに固定される際、第一鍔部25と第二鍔部29はそれぞれ上述した外形である。そのため、互いに組み合わさって、外筒7の内径(外筒7の内壁(内周面)の径)と実質的に同じ径であって、外筒7の内径よりもやや小さい径の円形の鍔部14が自動的に形成される。
 この鍔部14は、従来技術のように、縦型電解装置の組み立ての際、外筒と電極支持枠との間に別途設置されていた補強材と異なり、当初から電極支持枠と一体形成されている。そのため、組み立て工程が簡易になる。
 また、この鍔部14は、外筒7の内壁の径(外筒7の内径)と実質的に同一の径の円形形状をしている。そのため、外筒7の内部で電極モジュール3がガタつくことが防止される。
 さらに、この鍔部14が、当該鍔部の配置された位置における外筒7と電極支持枠4との水平方向の隙間を実質的に封じ、海水(または塩水)Wの流路の形成を妨げる邪魔板となる。そのため、海水(または塩水)Wが当該隙間を流れにくくなる。言い換えれば、当該隙間の流路の形成を実質的に防止することができる。これにより、下部蓋8の流入口9から流入する海水(または塩水)Wは、実質的にその全てが電極支持枠4で囲われた電極モジュール3の内部を通過することになる。その結果、電極モジュール3によって効率良く電気分解が行われる。すなわち、縦型電解装置1の電気分解の性能を向上することができる。
 図1に示すように、複数の鍔部14(第一支持枠23と第二支持枠27とが組み合わさって形成された部位)のうち、鉛直方向で最も上側の鍔部14には、鍔部14と外筒7の内壁(内周面)との間を埋める弾性部19が設けられている。図4及び図5に示すように、弾性部19は、その外径が鍔部14の外径より大きく、且つ、外筒7の内壁(内周面)の径(内径)と同一または当該内径よりやや大きい径(弾性部19が外筒7の内壁にやや接触する程度の径)の円形板状(または円形のシート状)の形状である。弾性部19の中央付近に貫通孔39が形成されている。貫通孔39は、電極支持枠4で覆った電極モジュール3に弾性部19を容易に挿通させることができるよう、弾性部19と電極支持枠4とが水平方向で干渉しないような形状に形成されている。弾性部19は、合成ゴムなどの弾性材料によって形成されている。
 縦型電解装置1を組み立てる際、電極支持枠4に固定された電極モジュール3は、鉛直方向に立てかけられた外筒7の上方から挿入される。しかしながら、弾性部19は最も上方に位置する鍔部14に設置されるので、この挿入の作業を容易にすることができる。また、弾性部19は弾性変形して、弾性部19が配置された水平面において、実質的に外筒7の内壁全体(実質的に内周面の全周)に密着することができる。従って、弾性部19が配置された水平面において、鍔部14と外筒7の内周面との間を弾性部19が埋める。そのため、先述した外筒7と電極支持枠4との隙間に電気分解の性能に影響を与えうる程度の流路が形成されることを、さらに効果的に防止することができる。
 なお、ここでは、弾性部19は、鉛直方向で最も上方に位置する鍔部14に設置される例を示したが、設計に応じて、外筒7の鉛直方向の少なくとも中央よりも上方の鍔部14に弾性部19を設置してもよい。仮に外筒7の鉛直方向の中央よりも下方に弾性部19が配置された場合、弾性部19が外筒7の内壁と接触して抵抗体となる。そのため、上記挿入の作業を円滑に行うことができない可能性がある。しかしながら、外筒7の鉛直方向の中央よりも上方の鍔部14に弾性部19を設置するので、上記挿入の作業の困難性を大幅に低減することができる。
 また、設計に応じて、外筒7の鉛直方向の少なくとも中央よりも上方の複数の鍔部14に弾性部19を設置してもよい。複数の鍔部14に弾性部19が設置されることで、外筒7の内部で電極モジュール3がガタつくことがさらに防止される。また、上記邪魔板の機能がさらに向上し、結果として縦型電解装置1の電気分解の性能をさらに向上することができる。
 図5に示すように、弾性部19は、鍔部14と板状の固定板40との間に挟まれることによって、鍔部14に設置且つ固定されている。鍔部14と固定板40とは、例えば、図示しないボルトによって固定することができる。固定板40は、弾性部19を鍔部14の全体に実質的に均等の押圧で固定することができれば、1つのみの部品であっても複数の部品であってもよく、また、円形、半円形等、いかような形状とすることができる。
 図6に示すように、弾性部19は、鉛直方向(外筒7の中心軸の軸方向)で弾性部19の上方と下方とを連通させる開口41を有している。開口41は、弾性部19の外周に形成されている。開口41の周方向の幅WIが8mm以上12mm以下、径方向の深さDが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きである。開口41は、弾性部19に均等間隔で例えば4箇所に設けられている。
 無機電解合成装置や有機電解合成装置として縦型電解装置1を使用した場合、電極モジュール3による電気分解で発火性または引火性のガス(水素や酸素等)が発生しうる。鍔部14と弾性部19が、当該鍔部の配置される位置における外筒7と電極支持枠4との水平方向の隙間を実質的に全て封じる。その結果、液体Wの流路の形成を妨げる邪魔板の機能を十分に発揮するので、液体Wは当該隙間を実質的にほとんど流れない。しかし、縦型電解装置1を縦配置に設置した場合または斜め配置に設置した場合のいずれの場合にも、当該ガスはその浮力で上部蓋10に向かって上方へ移動し、開口41を通過することができる。
 すなわち、外筒7と電極支持枠4の間の空間に存在するガスを上方に早期に移動させつつ、上部蓋10の流出口11から安全に排出することができる。従って、縦型電解装置1の内部に当該ガスが溜まって生じ得る不具合(縦型電解装置1の変形、発火等)を防止することができる。すなわち、縦型電解装置1の安全性を向上することができる。
 なお、開口41は、周方向の幅WIを約10mm、径方向の深さDを約3mmとすることが好ましい。この微小な寸法の開口41で、水素や酸素等のガスは十分に排出可能である。
 ここでは、開口41は、弾性部19の外周に形成された切欠きとして説明したが、鍔部14と弾性部19が上記邪魔板の機能を十分に発揮できるのであれば、開口41は弾性部19に形成された貫通孔であってもよい。また、開口41の数も、4箇所に限らず、3箇所以下、または5箇所以上、形成してもよい。
 以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
 例えば第一板部24と第一鍔部25、第一鍔部25と第一板部24と第一リブ26、第二板部28と第二鍔部29、第二鍔部29と第二板部28と第二リブ30など一体に形成される部材は、固定を容易にする凹凸部を有しても良く、またネジ等の異なる部材により一体に形成されてもよく、また型枠から成形する段階で個々の部材が一体に形成されていてもよい。
 本発明によれば、縦型電解装置の組み立てにおいて工程を簡略化することができ、また、電解性能を良好に保つことができる縦型電解装置を提供することができる。
 1 縦型電解装置
 2 電解槽本体
 3 電極モジュール
 4 電極支持枠
 7 外筒
 8 下部蓋
 9 流入口
 10 上部蓋
 11 流出口
 14 鍔部
 15A 正極棒(+電極)
 15B 負極棒(-電極)
 18 電極板
 19 弾性部
 21 環状スペーサ
 22A ボルト
 22B ナット
 23 第一支持枠
 24 第一板部
 24a ネジ穴
 25 第一鍔部
 26 第一リブ
 27 第二支持枠
 28 第二板部
 29 第二鍔部
 30 第二リブ
 32 ボルト
 33 第一辺
 34 第二辺
 35 第一縁
 36 第三辺
 37 第二縁
 39 貫通孔
 40 固定板
 41 開口
 DA 軸方向
 DL 積層方向
 W 液体

Claims (5)

  1.  円筒形状の外筒と、
     前記外筒の内部に収容され、複数の電極板が積層された四角柱形状の電極モジュールであって、前記積層の方向が前記外筒の中心軸と垂直に配置される電極モジュールと、
     前記積層の方向で前記電極モジュールを挟み込む一対の第一支持枠と、
     前記積層の方向に垂直な方向で前記一対の第一支持枠を挟み込んで前記第一支持枠と固定される一対の第二支持枠と、を有し、
     前記第一支持枠は、
     前記電極モジュールの前記中心軸の軸方向の長さに対応する矩形状の第一板部と、
     前記第一板部に一体形成され、前記軸方向に所定間隔で配置された複数の第一鍔部と、
     を備え、
     前記第二支持枠は、
     前記電極モジュールの前記軸方向の長さに対応する矩形状の第二板部と、
     前記第二板部に一体形成され、前記軸方向に前記所定間隔で配置された複数の第二鍔部と、を備え、
     前記固定した際、前記第一鍔部と前記第二鍔部とが組み合わさって、前記外筒の内径と実質的に同じ径、且つ、やや小さい径の円形の鍔部が形成され、
     前記外筒の前記軸方向一方側から導入され、且つ、前記一対の第一支持枠及び前記一対の第二支持枠の間を流通する液体に対して、前記電極モジュールが電気分解を行う縦型電解装置。
  2.  前記外筒の前記軸方向の中央よりも上方に配置された前記鍔部のうち少なくとも一つの鍔部に設置され、前記鍔部と前記外筒の内周面との間を埋める弾性部をさらに有する請求項1に記載の縦型電解装置。
  3.  前記弾性部は、前記軸方向において、前記弾性部の上方と下方とを連通させる開口を備える請求項2に記載の縦型電解装置。
  4.  前記液体は、海水または塩水であり、
     前記開口は、前記弾性部の外周に形成され、周方向の幅が8mm以上12mm以下、径方向の深さが2mm以上4mm以下の寸法の切欠きである請求項3に記載の縦型電解装置。
  5.  前記第一支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第一鍔部及び前記第一板部と一体形成された第一リブをさらに備え、
     前記第二支持枠は、前記軸方向に隣接する前記第二鍔部及び前記第二板部と一体形成された第二リブをさらに備える請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の縦型電解装置。
PCT/JP2019/021071 2018-11-16 2019-05-28 縦型電解装置 WO2020075337A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MYPI2021002630A MY188204A (en) 2018-11-16 2019-05-28 Vertical electrolysis device
CN201980005183.7A CN111448341B (zh) 2018-11-16 2019-05-28 纵型电解装置
KR1020217013992A KR102336089B1 (ko) 2018-11-16 2019-05-28 종형 전해 장치
MX2021005359A MX2021005359A (es) 2018-11-16 2019-05-28 Dispositivo de electrolisis vertical.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-215772 2018-11-16
JP2018215772A JP6484875B1 (ja) 2018-11-16 2018-11-16 縦型電解装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020075337A1 true WO2020075337A1 (ja) 2020-04-16

Family

ID=65802248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/021071 WO2020075337A1 (ja) 2018-11-16 2019-05-28 縦型電解装置

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP6484875B1 (ja)
KR (1) KR102336089B1 (ja)
CN (1) CN111448341B (ja)
MX (1) MX2021005359A (ja)
MY (1) MY188204A (ja)
WO (1) WO2020075337A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022044850A1 (ja) * 2020-08-25 2022-03-03 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解装置
WO2022115901A1 (en) * 2020-12-02 2022-06-09 Eco-Global Energy Pty Limited Systems, methods and apparatus for producing an electrolysis gas, hydrogen gas, a hydrogen storage and delivery system and storage cannister
WO2022154025A1 (ja) * 2021-01-14 2022-07-21 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54143361U (ja) * 1978-03-29 1979-10-04
JPS6111766U (ja) * 1984-06-21 1986-01-23 三菱重工業株式会社 縦型多段電解槽
JPS61142871U (ja) * 1985-02-27 1986-09-03
JPH09314149A (ja) * 1996-03-26 1997-12-09 Konica Corp 固定床型三次元電極電解槽用ガスケット、固定床型三次元電極電解槽および水処理方法
JP2010222594A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Mitsubishi Heavy Industries Environment & Chemical Engineering Co Ltd 縦型電解装置および電極板

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54143361A (en) * 1978-04-25 1979-11-08 Tokyo Electric Co Ltd Method of pressing clothes such as trousers
JPH062958B2 (ja) * 1984-06-21 1994-01-12 三菱重工業株式会社 縦型電解槽
KR100999586B1 (ko) 2010-01-22 2010-12-08 주식회사 대승 바이폴라형 고효율 전해반응기
WO2012070468A1 (ja) * 2010-11-22 2012-05-31 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 海水電解システム及び海水電解方法
KR20120129080A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 유니테크 주식회사 차아염소산나트륨 제조용 전해조의 전극판 지지부재
KR200480184Y1 (ko) * 2014-05-16 2016-04-29 유니테크 주식회사 전해반응기의 전극판 조립체
JP6344857B2 (ja) * 2015-02-17 2018-06-20 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解システム
CN105776445A (zh) * 2016-05-23 2016-07-20 王兆健 一种无槽体电解系统
CN108193223B (zh) * 2018-02-11 2023-12-15 广东卓信环境科技股份有限公司 一种次氯酸盐生产系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54143361U (ja) * 1978-03-29 1979-10-04
JPS6111766U (ja) * 1984-06-21 1986-01-23 三菱重工業株式会社 縦型多段電解槽
JPS61142871U (ja) * 1985-02-27 1986-09-03
JPH09314149A (ja) * 1996-03-26 1997-12-09 Konica Corp 固定床型三次元電極電解槽用ガスケット、固定床型三次元電極電解槽および水処理方法
JP2010222594A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Mitsubishi Heavy Industries Environment & Chemical Engineering Co Ltd 縦型電解装置および電極板

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022044850A1 (ja) * 2020-08-25 2022-03-03 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解装置
JP2022037503A (ja) * 2020-08-25 2022-03-09 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解装置
WO2022115901A1 (en) * 2020-12-02 2022-06-09 Eco-Global Energy Pty Limited Systems, methods and apparatus for producing an electrolysis gas, hydrogen gas, a hydrogen storage and delivery system and storage cannister
WO2022154025A1 (ja) * 2021-01-14 2022-07-21 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解システム
JP2022108804A (ja) * 2021-01-14 2022-07-27 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 電解システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6484875B1 (ja) 2019-03-20
JP2020084221A (ja) 2020-06-04
CN111448341B (zh) 2021-05-07
MY188204A (en) 2021-11-24
CN111448341A (zh) 2020-07-24
KR102336089B1 (ko) 2021-12-06
KR20210060625A (ko) 2021-05-26
MX2021005359A (es) 2021-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020075337A1 (ja) 縦型電解装置
CN201043193Y (zh) 筒型组合式水电解氢氧发生器
JP2008088555A (ja) 加圧電解槽スタックモジュール
US9133553B2 (en) Externally-reinforced water electrolyzer module
JP2013152830A (ja) 燃料電池システム
JP2017152172A (ja) 電池モジュール
JP6674485B2 (ja) 排気装置
JP4723250B2 (ja) 内部トラフを有する電解槽
US9783897B2 (en) High pressure water electrolysis device
JP2006503985A5 (ja)
KR102559708B1 (ko) 전해 장치
JP2009004266A (ja) 燃料電池ケース
JP6220231B2 (ja) 微生物燃料電池
JP2013134809A (ja) 電池パック
JP6413897B2 (ja) 燃料電池スタック
US9905877B2 (en) Fuel cell stack
US10326151B2 (en) Modular structure of fuel cell
KR200397851Y1 (ko) 해수 전해용 전해조
US11851779B2 (en) Electrolytic cell
KR102025064B1 (ko) 동축 전해 셀들을 위한 전극 지지 구조체
KR20140116724A (ko) 편향기 일체형 전극 구조체
CN211871384U (zh) 一种用于氮气发生器的电解分离池
JP6499151B2 (ja) 電解槽
CN1121965A (zh) 改进的离子交换膜法或隔膜法电解槽
KR101339051B1 (ko) 튜브형 전해조의 보호 및 지지장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19871046

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217013992

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19871046

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1