WO2023181809A1 - 電解槽ユニットの製造方法および電解槽ユニット - Google Patents

Abstract

溶接品質を向上できる電解槽ユニットの製造方法を提供することである。電解槽ユニットの製造方法は、第１材料から形成された第１リブ１４、第１材料から形成された第１隔壁１２、第１材料の層８ａおよび第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料の層８ｂを有するクラッド板８、第２材料から形成された第２隔壁２８、ならびに第２材料から形成された第２リブ３０の順の位置関係で、第１・第２リブ１４、３０、第１・第２隔壁１２、２８およびクラッド板８を配列する工程と、第１・第２リブ１４、３０、第１・第２隔壁１２、２８およびクラッド板８を抵抗溶接によって接合する工程とを含む。第１リブ１４には第１突起６４が形成され、第２リブ３０には第２突起６６が形成されており、第１突起６４の大きさと第２突起６６の大きさとが異なる。

Description

電解槽ユニットの製造方法および電解槽ユニット

　本発明は、電解槽ユニットの製造方法および電解槽ユニットに関する。

　下記特許文献１には、アルカリ金属塩化物水溶液を電解して、塩素とアルカリ金属水酸化物を生成するための複極式電解槽の構成要素である電解槽ユニットの製造方法が開示されている。

　この製造方法においては、まず、周縁にフランジ部が形成されたチタン製の第１隔壁（第１パン）の表面にチタン製の仕切り材を配置し、仕切り材の少なくとも一部を第１隔壁のフランジ部に溶接して気液分離室を形成する工程を実施する。同じように、周縁にフランジ部が形成されたニッケル製の第２隔壁（第２パン）の表面にニッケル製の仕切り材を配置し、仕切り材の少なくとも一部を第２隔壁のフランジ部に溶接して気液分離室を形成する工程を実施する。

　次いで、第１隔壁の表面に複数のチタン製の第１リブを配置する。また、チタン層とニッケル層とを有する二層構造の複数のクラッド板を、第１隔壁の背面側であって各第１リブと対応する位置に配置する。さらに、第１隔壁の背面に第２隔壁の背面を重ね合わせ、第２隔壁の表面に複数のニッケル製の第２リブをクラッド板と対応する位置に配置する。

　次いで、各第１リブと第１隔壁の表面との抵抗溶接、第１隔壁の背面とクラッド板のチタン層との抵抗溶接、クラッド板のニッケル層と第２隔壁の背面との抵抗溶接、および第２隔壁の表面と各第２リブとの抵抗溶接を同時に実現する工程を実施する。さらに、第１隔壁のフランジ部と第２隔壁のフランジ部との間に形成される空間にフレーム材を装填する工程を実施する。

　そして、上記製造方法によれば、第１リブとクラッド板を、第１隔壁を挟んで対向するように位置決めするとともに、第２リブとクラッド板を、第２隔壁を挟んで対向するように位置決めすることで、第１リブ－第１隔壁－クラッド板間の抵抗溶接と、第２リブ－第２隔壁－クラッド板間の抵抗溶接とを同時に実現でき、溶接工数を低減可能との旨が特許文献１に記載されている。

特開２００２－１５５３８８号公報

　しかし、従来の電解槽ユニットの製造方法においては、溶接品質に関して改善の余地がある。

　ニッケルの電気抵抗がチタンの電気抵抗よりも低いことから、チタン製の部材（第１隔壁、第１リブおよびクラッド板のチタン層）の抵抗溶接時における発熱量は、ニッケル製の部材（第２隔壁、第２リブおよびクラッド板のニッケル層）の抵抗溶接時における発熱量よりも大きい。

　このため、チタン製の部材同士およびニッケル製の部材同士のそれぞれの充分な接合強度を確保可能な溶接電流の調整が困難である。溶接電流が小さすぎると、部材が充分に溶融せず、接合強度が不足する。一方、溶接電流が大きすぎると、溶融金属が破裂して飛散する「散り」が発生する可能性が高くなる。「散り」が発生してしまうと、溶接強度の低下および母材の損傷を招く。また、溶融母材の飛散によって母材の肉厚が減少するので、塩素等の腐食性ガスを生成する電解槽においては、運転時に電解槽が破損するリスクが増加する。さらに、溶接品質が良くないと、電解槽の運転時における構造抵抗値が大きくなり、電力原単位の悪化につながるという問題もある。

　本発明の課題は、溶接品質を向上できる電解槽ユニットの製造方法および電力原単位が向上する電解槽ユニットを提供することである。

　本発明によれば、上記課題を解決する以下の電解槽ユニットの製造方法が提供される。すなわち、
「電解槽ユニットの製造方法であって、
　第１材料から形成された第１リブ、前記第１材料から形成された第１隔壁、前記第１材料の層および前記第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料の層を有するクラッド板、前記第２材料から形成された第２隔壁、ならびに前記第２材料から形成された第２リブの順の位置関係で、前記第１リブ、前記第１隔壁、前記クラッド板、前記第２隔壁および前記第２リブを配列する配列工程と、
　前記第１リブ、前記第１隔壁、前記クラッド板、前記第２隔壁および前記第２リブを抵抗溶接によって接合する接合工程とを含み、
　前記第１リブの前記第１隔壁に接合される接合部分には第１突起が形成され、前記第２リブの前記第２隔壁に接合される接合部分には第２突起が形成され、
　前記第１突起の大きさと前記第２突起の大きさとが異なるか、あるいは前記第１突起の数量と前記第２突起の数量とが異なる電解槽ユニットの製造方法」が提供される。

　好ましくは、前記第１突起の直径が前記第２突起の直径よりも大きい。前記第１突起の突出量が前記第２突起の突出量よりも小さいのが望ましい。前記第１突起の数量が前記第２突起の数量よりも多いのが好適である。

　前記第１リブの厚みが前記第２リブの厚みよりも大きいのが好都合である。前記第１リブの奥行が前記第２リブの奥行よりも大きいのが好ましい。前記第１材料はチタンであるのが好適である。前記第２材料はニッケルでよい。

　前記第１突起の直径は、前記第２突起の直径の１．０５倍以上３．７倍以下であるのが望ましい。前記第１突起の中心から前記第２突起の中心までの径方向距離を１５ｍｍ以内とするのが好適である。前記接合工程において、電極有効面積１ｍ^２あたり、３５０以上５５０以下の箇所に抵抗溶接を施すのが好都合である。

　本発明によれば、上記課題を解決する以下の電解槽ユニットが提供される。すなわち、上述したとおりの電解槽ユニットの製造方法によって製造された電解槽ユニットであって、前記第１突起の溶接痕の面積は、前記第２突起の溶接痕の面積の１．１５倍以上１３．７倍以下である電解槽ユニットが提供される。

　また、上述したとおりの電解槽ユニットの製造方法によって製造された電解槽ユニットであって、前記第１突起の溶接痕の中心から前記第２突起の溶接痕の中心までの径方向距離は１５ｍｍ以内である電解槽ユニットが提供される。

　さらに、上述したとおりの電解槽ユニットの製造方法によって製造された電解槽ユニットであって、前記抵抗溶接の箇所は、電極有効面積１ｍ^２あたり、３５０以上５５０以下である電解槽ユニットが提供される。

　本発明の製造方法においては、第１材料製の第１リブに形成されている第１突起の大きさと、第２材料製の第２リブに形成されている第２突起の大きさとが異なるか、あるいは第１突起の数量と第２突起の数量とが異なるので、第１材料製の部材の溶接時における発熱量と、第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料製の部材の溶接時における発熱量との差が小さくなる。これによって、溶接電流の調整が容易となり、第１材料製の部材同士および第２材料製の部材同士のそれぞれの充分な接合強度を確保しつつ、溶融した母材が破裂して飛散する「散り」を低減することができる。したがって、本発明の製造方法によれば、溶接品質にばらつきが生じにくく、溶接品質を向上することができる。また、本発明の電解槽ユニットによれば、構造抵抗値を低く抑えることができるので、電力原単位が向上する。

本発明の方法に従って製造された電解槽ユニットの平面図。 図１におけるＡ－Ａ線断面図。 図１におけるＢ－Ｂ線一部拡大断面図。 配列工程を実施した状態を示す断面図。 第１リブの突起数量が第２リブの突起数量よりも多い場合において配列工程を実施した状態を示す断面図。 接合工程を実施した状態を示す断面図。

　以下、本発明の電解槽ユニットの製造方法の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（電解槽ユニット２）
　図１および図２を参照して説明すると、本発明の方法によって製造され得る電解槽ユニット２は、第１材料から形成された陽極室部材４と、第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料から形成された陰極室部材６（図２参照）と、第１材料の層８ａおよび第２材料の層８ｂを有するクラッド板８（図２参照）とを備える。第１材料としては、たとえば、チタン（Ｔｉ）が採用され得る。第２材料はニッケル（Ｎｉ）でよい。

（陽極室部材４）
　図２および図３に示すとおり、第１材料製（たとえば、チタン製）の陽極室部材４は、陽極板１０と、陽極板１０と間隔をおいて配置された第１隔壁１２と、陽極板１０と第１隔壁１２との間に配置された複数の第１リブ１４とを含む。

（陽極板１０）
　矩形状の陽極板１０には、図示していないが、多数の開口が設けられている。開口の形状は任意であり、たとえば、菱形状、扁平な扇形状、スリット状などが挙げられる。多数の開口は千鳥状に配置され得る。

（第１隔壁１２）
　第１隔壁１２は、図２に矢印Ｄで示す奥行方向（Ｄ方向）において、陽極板１０と間隔をおいて配置されている。図２に示すとおり、第１隔壁１２の下端側部分は、陽極板１０の下端に向かって折り曲げられており、これによって陽極室１６の下端を規定する底板１８が形成されている。図示していないが、第１隔壁１２の幅方向（図１に矢印Ｗで示す方向）両側部分も陽極板１０に向かって折り曲げられ、陽極室１６の幅方向端部を規定する側壁が形成されている。

（第１リブ１４）
　図１に示すとおり、第１リブ１４は、幅方向に間隔をおいて複数個設けられている。それぞれの第１リブ１４は、図１に矢印Ｖで示す上下方向（Ｖ方向）に沿って延びている。図２および図３を参照して説明すると、第１リブ１４は、陽極板１０から第１隔壁１２に向かって延びる主部２０と、主部２０の第１隔壁１２側の端部から幅方向に突出する複数の接合片２２とを有する。

　主部２０の陽極板１０側の端部は、陽極板１０に溶接によって接合されている。一方、各接合片２２は、第１隔壁１２の表面１２ａに溶接によって接合されている。図２を参照することによって理解されるとおり、主部２０の第１隔壁１２側の端部には、上下方向に間隔をおいて複数の切り欠き２４が設けられている。切り欠き２４は、隣接する接合片２２同士の間に位置している。複数の切り欠き２４により、陽極室１６内において、液体および気体の幅方向への流通が確保されている。

（陰極室部材６）
　図２および図３に示すとおり、第２材料製（たとえば、ニッケル製）の陰極室部材６は、集電体２６と、集電体２６と間隔をおいて配置された第２隔壁２８と、集電体２６と第２隔壁２８との間に配置された複数の第２リブ３０とを含む。

（集電体２６）
　矩形状の集電体２６には、陽極板１０と同様に、多数の開口（図示していない。）が設けられている。開口の形状は任意であり、たとえば、菱形状、扁平な扇形状、スリット状などが採用され得る。多数の開口の配置は千鳥状でよい。

　なお、図示していないが、多数の電解槽ユニット２が奥行方向に並べられ、かつ奥行方向両側からプレスされる電解槽が組み立てられる際、集電体２６の外面（図２における右側の面）には、金属製のクッション材を介して陰極板が装着される。

（第２隔壁２８）
　第２隔壁２８は、奥行方向（Ｄ方向）において、集電体２６と間隔をおいて配置されている。図２に示すとおり、第２隔壁２８の下端側部分は、第１隔壁１２と同様に、集電体２６の下端に向かって折り曲げられており、陰極室３２の下端を規定する底板３４が形成されている。図示していないが、第２隔壁２８の幅方向（Ｗ方向）の両側部分も集電体２６に向かって折り曲げられ、陰極室３２の幅方向端部を規定する側壁が形成されている。

（第２リブ３０）
　第２リブ３０は、第１リブ１４と同じように、幅方向に間隔をおいて複数個設けられており、上下方向（Ｖ方向）に沿って延びている。図３に示すとおり、複数の第２リブ３０は、複数の第１リブ１４の位置に対応する位置に配置されている。第２リブ３０は、集電体２６から第２隔壁２８に向かって延びる主部３６と、主部３６の第２隔壁２８側の端部から幅方向に突出する複数の接合片３８とを有する。

　主部３６の集電体２６側の端部は、集電体２６に溶接によって接合されている。一方、各接合片３８は、第２隔壁２８の表面２８ａに溶接によって接合されている。図２を参照することによって理解されるとおり、主部３６の第２隔壁２８側の端部には、上下方向に間隔をおいて複数の切り欠き４０が設けられている。切り欠き４０は、隣接する接合片３８同士の間に位置している。複数の切り欠き４０により、陰極室３２内において、液体および気体の幅方向への流通が確保されている。

　第１リブ１４の寸法と、第２リブ３０の寸法との関係については、図３に示すとおり、第１リブ１４の厚みＴ１が、第２リブ３０の厚みＴ２よりも大きいのが好都合である（Ｔ１＞Ｔ２）。また、第１リブ１４の主部２０の奥行Ｄ１が、第２リブ３０の主部３６の奥行Ｄ２よりも大きいのが好ましい（Ｄ１＞Ｄ２）。

（クラッド板８）
　図２とともに図３を参照して説明を続けると、クラッド板８は、幅方向に間隔をおいて複数個設けられており、上下方向に沿って延びている。クラッド板８は、第１隔壁１２の裏面１２ｂと第２隔壁２８の裏面２８ｂとの間であって、第１リブ１４の接合片２２と第２リブ３０の接合片３８とに対応する位置に配置されている。

　図示の実施形態のクラッド板８は、第１材料の層８ａ（たとえばチタン層）と、第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料の層８ｂ（たとえば、ニッケル層）とが爆発圧着により接合され、あるいは、第１材料の層８ａと第２材料の層８ｂとが圧延によって接合された二層構造の板材である。第１材料の層８ａは、第１材料製の第１隔壁１２の裏面１２ｂに溶接によって接合されている。一方、第２材料の層８ｂは、第２材料製の第２隔壁２８の裏面２８ｂに溶接によって接合されている。

（供給ノズル４４、４６）
　図２に示すとおり、電解槽ユニット２の下部には、中空の断面角形の下部フレーム４２が設けられている。下部フレーム４２は、ステンレス鋼等の適宜の金属材料から形成され得る。下部フレーム４２には、上下方向に貫通する２個の貫通穴（図示していない。）が設けられている。一方の貫通穴には、陽極室１６に原料を供給するための供給ノズル４４が装着され、他方の貫通穴には、陰極室３２に原料を供給するための供給ノズル４６（図１参照）が装着されている。なお、図示していないが、電解槽ユニット２の幅方向両側端部には、サイドフレームが設けられている。

（気液分離室４８、５０）
　電解槽ユニット２の上部には、図２に示すように、陽極側の気液分離室４８と、陰極側の気液分離室５０とが設けられている。

（陽極側の気液分離室４８）
　陽極側の気液分離室４８は、第１材料製の断面Ｌ字状の仕切り材５２と、第１材料製の矩形状の天板５４とを有する。仕切り材５２の底面部分５２ａには、幅方向に間隔をおいて複数の開口（図示していない。）が形成されている。複数の開口により、陽極室１６と気液分離室４８との間で、液体および気体が上下方向に流れることができるようになっている。

　図１に示すとおり、気液分離室４８の幅方向の端部には、気液分離室４８内の気体および液体を排出するための排出ノズル５６が付設されている。排出ノズル５６は、第１材料から形成されている。

（陰極側の気液分離室５０）
　陰極側の気液分離室５０は、第２材料製の断面Ｌ字状の仕切り材５８と、第２材料製の矩形状の天板６０とを有する。仕切り材５８の底面部分５８ａには、幅方向に間隔をおいて複数の開口（図示していない。）が形成されている。複数の開口により、陰極室３２と気液分離室５０との間で、液体および気体が上下方向に流れることができるようになっている。

　気液分離室５０の幅方向の端部（陽極側の排出ノズル５６が設けられている端部とは反対側の端部）には、気液分離室５０内の気体および液体を排出するための排出ノズル６２が付設されている。排出ノズル６２は、第２材料製である。

（電解槽ユニット２の製造方法）
　次に、上述したとおりの電解槽ユニット２の製造方法について説明する。

　まず、第１隔壁１２の上部に、仕切り材５２、天板５４および排出ノズル５６を溶接によって接合し、陽極側の気液分離室４８を形成する。同様に、第２隔壁２８の上部にも、仕切り材５８、天板６０および排出ノズル６２を溶接によって接合し、陰極側の気液分離室５０を形成する。気液分離室４８、５０は、どちらを先に形成してもよい。

（配列工程）
　気液分離室４８、５０を形成したら、第１リブ１４、第１隔壁１２、クラッド板８、第２隔壁２８、第２リブ３０の順の位置関係で、第１リブ１４、第１隔壁１２、クラッド板８、第２隔壁２８および第２リブ３０を配列する配列工程を実施する。

　本工程においては、たとえば図４に示すとおり、上から１番目に第１リブ１４、上から２番目に第１隔壁１２、上から３番目にクラッド板８、上から４番目に第２隔壁２８、上から５番目に第２リブ３０の位置関係で配列することができる。

　あるいは、図４に示す位置関係とは反対に、下から１番目に第１リブ１４、下から２番目に第１隔壁１２、下から３番目にクラッド板８、下から４番目に第２隔壁２８、下から５番目に第２リブ３０の位置関係で配列してもよい。

　配列工程の際には、クラッド板８の第１材料の層８ａを、第１材料製の第１隔壁１２の裏面１２ｂに向け、クラッド板８の第２材料の層８ｂを、第２材料製の第２隔壁２８の裏面２８ｂに向ける。また、第１リブ１４の接合片２２、クラッド板８および第２リブ３０の接合片３８のそれぞれの幅方向の位置を整合させるとともに、隣接する部材同士を接触させる。

　なお、第１・第２リブ１４、３０、第１・第２隔壁１２、２８およびクラッド板８を配列する時間的な順序は任意である。第１リブ１４、第２リブ３０およびクラッド板８を配列する数量は、１個でも複数個でもよい。ただし、第１リブ１４、第２リブ３０およびクラッド板８のそれぞれを複数個配列する際には、第１リブ１４の数量と、第２リブ３０の数量と、クラッド板８の数量とを同一にする。

（第１・第２突起６４、６６）
　図４を参照することによって理解されるとおり、第１リブ１４の接合片２２（第１隔壁１２の表面１２ａに接合される接合部分）には、第１突起６４が形成されている。また、第２リブ３０の接合片３８（第２隔壁２８の表面２８ａに接合される接合部分）には、第２突起６６が形成されている。第１・第２突起６４、６６の形状は、いずれも円形状、矩形状など任意の形状でよい。

　図示の実施形態においては、第１突起６４の大きさと第２突起６６の大きさとが異なるか、あるいは、第１突起６４の数量と第２突起６６の数量とが異なるのが重要である。

　第１突起６４の大きさと第２突起６６の大きさとが異なることの一例は、第１突起６４の直径ｄ１が、第２突起６６の直径ｄ２よりも大きい（ｄ１＞ｄ２）ことである。他の例は、第１突起６４の突出量Ｓ１が、第２突起６６の突出量Ｓ２よりも小さい（Ｓ１＜Ｓ２）ことである。

　第１突起６４の直径ｄ１が、第２突起６６の直径ｄ２よりも大きい場合には、第１突起６４の直径が第２突起６６の直径の１．０５倍以上３．７倍以下が望ましく、１．０５倍以上３．０倍以下がより望ましく、１．１５倍以上２．５倍以下であるのが特に望ましい。これにより、後述する接合工程を経て製造された電解槽ユニットにおいては、第１突起６４の溶接痕の面積Ａ１（図６参照）が、第２突起６６の溶接痕の面積Ａ２（図６参照）の１．１５倍以上１３．７倍以下、望ましくは１．１５倍以上６．８倍以下、特に望ましくは１．１５倍以上２．５倍以下相当となり、溶接部の構造抵抗値を低く抑えることができる。

　一般に、部材同士が溶接されておらず接触しただけである場合の構造抵抗値は、部材同士が溶接された連続構造体の構造抵抗値よりも大きくなる。このため、第１突起６４の溶接痕の面積Ａ１が第２突起６６の溶接痕の面積Ａ２の１．１５倍未満であると、溶接面積が小さいため、第１リブ１４、第１隔壁１２、クラッド板８、第２隔壁２８および第２リブ３０の相互の溶接部分における構造抵抗値が上昇する傾向にあり、その結果、電解槽ユニット全体としての構造抵抗値が増加する傾向にある。

　一方、第１突起６４の溶接痕の面積Ａ１が第２突起６６の溶接痕の面積Ａ２の１３．７倍を超えると、溶接に必要な熱エネルギーが増大するため、溶接による熱歪の影響によって所要の電極平坦精度が悪化し、構造抵抗値の上昇につながる。また、溶接に必要なエネルギーの増大に起因して、溶接品質の悪化を招くことになる。

　第１突起６４の数量と第２突起６６の数量とが異なるとは、たとえば図５に示すように、第１突起６４の数量が、第２突起６６の数量よりも多いことである。ここでいう第１突起６４の数量とは、第１リブ１４の１個の接合片２２に形成されている突起数量であり、第２突起６６の数量とは、第２リブ３０の１個の接合片３８に形成されている突起数量である。

　図５に示す例においては、第１リブ１４の１個の接合片２２に２個の第１突起６４が設けられ、第２リブ３０の１個の接合片３８に１個の第２突起６６が設けられているが、各突起の数量は図５に示す数量に限定されず、任意に設定され得る。

　第１・第２突起６４、６６の大きさ・数量の関係について小括すると、下記１ないし３の条件のうち、少なくとも１個の条件を充足すればよい。
１　第１突起６４の直径ｄ１が第２突起６６の直径ｄ２よりも大きい（ｄ１＞ｄ２）。
２　第１突起６４の突出量Ｓ１が第２突起６６の突出量Ｓ２よりも小さい（Ｓ１＜Ｓ２）。
３　第１突起６４の数量が第２突起６６の数量よりも多い。

　なお、上記１から３までの条件のうち２個の条件を充足してもよく、上記１から３までの条件のすべてを充足してもよい。図４には、上記１および２の条件を充足した例が示され、図５には、上記１から３までの条件のすべての条件を充足した例が示されている。

　配列工程においては、第１突起６４の中心Ｃ１から第２突起の中心Ｃ２までの径方向距離（上下方向Ｖではなく、幅方向Ｗないし奥行方向Ｄに関する距離）を１５ｍｍ以内とするのが好適である。これにより、後述する接合工程を経て製造された電解槽ユニットにおいては、第１突起６４の溶接痕の中心から第２突起６６の溶接痕の中心までの径方向距離が１５ｍｍ以内となり、陽極板１０から陰極板（図示していない。）までの電流経路において、第１・第２隔壁１２、２８に沿って流れる無効電流（第１・第２隔壁１２、２８の厚み方向と直交する方向に流れる無効電流）を抑制できる。したがって、陽極板１０と陰極板との間の抵抗値が低い電解槽ユニットとなる。

（接合工程）
　配列工程を実施した後、第１リブ１４、第１隔壁１２、クラッド板８、第２隔壁２８および第２リブ３０を抵抗溶接によって接合する接合工程を実施する。接合工程における抵抗溶接は、スポット溶接でよい。

　接合工程においては、抵抗溶接機（図示していない。）の一方の電極を第１リブ１４の接合片２２に突き当てるとともに、抵抗溶接機の他方の電極を第２リブ３０の接合片３８に突き当てる。これによって、第１・第２リブ１４、３０、第１・第２隔壁１２、２８およびクラッド板８を抵抗溶接機の一対の電極によって挟み込むとともに、上記各部材に所定圧力を加える。

　そして、電極から電流を流すと、電気抵抗に起因するジュール熱が発生し、第１突起６４が溶融して潰れ、図６に示すように、第１リブ１４の接合片２２と第１隔壁１２の表面１２ａとが接合されるとともに、第２突起６６が溶融して潰れ、第２リブ３０の接合片３８と第２隔壁２８の表面２８ａとが接合される。

　また、通電時の電気抵抗に起因するジュール熱により、第１隔壁１２の裏面１２ｂと、クラッド板８の第１材料の層８ａとが接合され、かつ、第２隔壁２８の裏面２８ｂと、クラッド板８の第２材料の層８ｂとが接合される。

　このような接合工程においては、電極有効面積１ｍ^２あたり、３５０以上５５０以下の箇所に抵抗溶接を施すのが好都合である。抵抗溶接箇所が３５０個未満であると、構造抵抗値の増大につながる。一方、抵抗溶接箇所が５５０個を超えると、抵抗溶接箇所の増加に伴う構造抵抗値の増大を抑制する効果は低く、却って生産性の悪化を招来する。なお、電極有効面積とは、電極板全体の面積のうち、実質的に電気分解に寄与する部分の面積である。

　上記のとおり、図示の実施形態においては、第１材料製の接合片２２に形成されている第１突起６４の大きさと、第２材料製の接合片３８に形成されている第２突起６６の大きさとが異なるか、あるいは、第１突起６４の数量と第２突起６６の数量とが異なる。このため、第１材料製の部材（第１隔壁１２、第１リブ１４およびクラッド板８の第１材料の層８ａ）における発熱量と、第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料製の部材（第２隔壁２８、第２リブ３０およびクラッド板８の第２材料の層８ｂ）における発熱量との差が小さくなる。

　これによって、溶接電流の調整が容易となり、第１材料製の部材同士および第２材料製の部材同士のそれぞれの充分な接合強度を確保しつつ、溶融した母材が破裂して飛散する「散り」を低減することができる。したがって、図示の実施形態によれば、溶接品質にばらつきが生じにくく、溶接品質を向上することができる。

　このようにして接合工程を実施したら、第１・第２隔壁１２、２８の下部に下部フレーム４２を位置づけ、第１・第２隔壁１２、２８の下部と下部フレーム４２とを溶接によって接合する。次いで、陽極側の供給ノズル４４と、陰極側の供給ノズル４６とを下部フレーム４２に溶接によって接合する。

　さらに、第１・第２隔壁１２、２８の幅方向両側端部のそれぞれにサイドフレームを位置づけ、第１・第２隔壁１２、２８の幅方向両側端部のそれぞれとサイドフレームとを溶接によって接合する。そして、第１リブ１４の主部２０の端部に陽極板１０を溶接によって接合し、第２リブ３０の主部３６の端部に集電体２６を溶接によって接合する。

　以上のとおりであり、図示の実施形態によれば、第１材料製の部材の溶接時における発熱量と、第２材料製の部材の溶接時における発熱量との差が小さく、内散りを低減することができるので、溶接品質にばらつきが生じにくく、溶接品質を向上することができる。

　ところで、第１材料の電気抵抗は第２材料の電気抵抗よりも大きいことから、図示の実施形態のように、第１リブ１４の厚みＴ１が第２リブ３０の厚みＴ２よりも大きい場合（Ｔ１＞Ｔ２）には、第１材料製の部材における発熱量と、第２材料製の部材における発熱量との差を一層低減することができる。この点は、第１リブ１４の奥行Ｄ１が第２リブ３０の奥行Ｄ２よりも大きい場合（Ｄ１＞Ｄ２）も同様である。

　さらに、第１材料がチタンであり、第２材料がニッケルである場合には、第１リブ１４の厚みＴ１が第２材料製の第２リブ３０の厚みＴ２よりも大きく、あるいは、第１リブ１４の奥行Ｄ１が第２材料製の第２リブ３０の奥行Ｄ２よりも大きいと、電解槽ユニット２の構造抵抗値の上昇を抑えつつ、ニッケル製の部材量を減らすことができるので、電解槽ユニット２のコストを低減することができる。

　　　２：電解槽ユニット
　　　８：クラッド板
　　８ａ：第１材料の層
　　８ｂ：第２材料の層
　　１２：第１隔壁
　　１４：第１リブ
　　２８：第２隔壁
　　３０：第２リブ
　　６４：第１突起
　　６６：第２突起

Claims (14)

1. 　電解槽ユニットの製造方法であって、
   　第１材料から形成された第１リブ、前記第１材料から形成された第１隔壁、前記第１材料の層および前記第１材料よりも電気抵抗が低い第２材料の層を有するクラッド板、前記第２材料から形成された第２隔壁、ならびに前記第２材料から形成された第２リブの順の位置関係で、前記第１リブ、前記第１隔壁、前記クラッド板、前記第２隔壁および前記第２リブを配列する配列工程と、
   　前記第１リブ、前記第１隔壁、前記クラッド板、前記第２隔壁および前記第２リブを抵抗溶接によって接合する接合工程とを含み、
   　前記第１リブの前記第１隔壁に接合される接合部分には第１突起が形成され、前記第２リブの前記第２隔壁に接合される接合部分には第２突起が形成され、
   　前記第１突起の大きさと前記第２突起の大きさとが異なるか、あるいは前記第１突起の数量と前記第２突起の数量とが異なる電解槽ユニットの製造方法。
2. 　前記第１突起の直径が前記第２突起の直径よりも大きい、請求項１に記載の電解槽ユニットの製造方法。
3. 　前記第１突起の突出量が前記第２突起の突出量よりも小さい、請求項１または２に記載の電解槽ユニットの製造方法。
4. 　前記第１突起の数量が前記第２突起の数量よりも多い、請求項１から３までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
5. 　前記第１リブの厚みが前記第２リブの厚みよりも大きい、請求項１から４までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
6. 　前記第１リブの奥行が前記第２リブの奥行よりも大きい、請求項１から５までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
7. 　前記第１材料はチタンである、請求項１から６までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
8. 　前記第２材料はニッケルである、請求項１から７までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
9. 　前記第１突起の直径は、前記第２突起の直径の１．０５倍以上３．７倍以下である、請求項２記載の電解槽ユニットの製造方法。
10. 　前記第１突起の中心から前記第２突起の中心までの径方向距離を１５ｍｍ以内とする、請求項１から９までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
11. 　前記接合工程において、電極有効面積１ｍ^２あたり、３５０以上５５０以下の箇所に抵抗溶接を施す、請求項１から１０までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法。
12. 　請求項２または９に記載の電解槽ユニットの製造方法によって製造された電解槽ユニットであって、
    　前記第１突起の溶接痕の面積は、前記第２突起の溶接痕の面積の１．１５倍以上１３．７倍以下である電解槽ユニット。
13. 　請求項１から１１までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法によって製造された電解槽ユニットであって、
    　前記第１突起の溶接痕の中心から前記第２突起の溶接痕の中心までの径方向距離は１５ｍｍ以内である電解槽ユニット。
14. 　請求項１から１１までのいずれかに記載の電解槽ユニットの製造方法によって製造された電解槽ユニットであって、
    　前記抵抗溶接の箇所は、電極有効面積１ｍ^２あたり、３５０以上５５０以下である電解槽ユニット。
     

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