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JPS6239238B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6239238B2
JPS6239238B2 JP57203834A JP20383482A JPS6239238B2 JP S6239238 B2 JPS6239238 B2 JP S6239238B2 JP 57203834 A JP57203834 A JP 57203834A JP 20383482 A JP20383482 A JP 20383482A JP S6239238 B2 JPS6239238 B2 JP S6239238B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
electrolytic cell
cathode
frame
compartment
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP57203834A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5893880A (ja
Inventor
Uesuree Buuruton Toomasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imperial Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Imperial Chemical Industries Ltd
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 Imperial Chemical Industries Ltd filed Critical Imperial Chemical Industries Ltd
Publication of JPS5893880A publication Critical patent/JPS5893880A/ja
Publication of JPS6239238B2 publication Critical patent/JPS6239238B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • 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
    • C25B9/73Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
    • C25B9/75Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar 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
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • 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
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はフイルタープレス型の電解槽そして
特にアルカリ金属塩化物の水溶液の電解に用いる
のに適した電解槽に関するものである。
多数の陽極と陰極とから成り、多数の陽極隔室
と陰極隔室とに分割する実質的に水力学的に不浸
透性の陽イオン交換膜によつて隣接陰極から各陽
極を分離した電解槽は公知である。この種の電解
槽の陽極隔室には、適当には共通ヘツダーから電
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。
フイルター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され得
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。
膜(メンブラン)型の電解槽では、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。例えばアルカリ金属塩化物の水溶液
を膜型の電解槽で電解する場合、この溶液は電解
槽の陽極隔室に供給され、そして電解で生成され
た塩素および涸渇したアルカリ金属塩化物溶液は
陽極隔室から除去され、アルカリ金属イオンは膜
を横切つて、水またはアルカリ金属水酸化物の希
薄溶液の供給される陰極隔室に運ばれ、そしてア
ルカリ金属イオンと水との反応で生成された水素
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。
フイルタープレス型の特殊な電解槽は英国特許
第1595183号明細書に開示されている。この電解
槽は、多数の垂直に配置したたわみ陽極板とたわ
み陰極板、および各隣接した陽極板と陰極板との
間に位置決めされそれにより分離した陽極隔室と
陰極隔室を形成する陽イオン選択性膜から成つて
いる。この電解槽では各陽極板は一部電気絶縁性
材料からなり、そして表面に電気触媒的に活性の
被覆を備えた膜形成金属から成る陽極部分を有し
ており、各陰極板は一部電気絶縁性材料から成
り、そして金属陰極部分を有し、またガスケツト
として働き得る非導電性のたわみスペーサー板が
各膜と隣接陽極板との間および各膜と隣接陰極板
との間に位置決めされる。陽極板、陰極板および
スペーサー板は各々開口を備え、これらの開口は
電解槽内にその長手方向に四つの別個の隔室を画
定し、これらの開口から液体が電解槽の陽極隔室
および陰極隔室にそれぞれ充填され、そして電解
生成物は電解槽の陽極室および陰極隔室からそれ
ぞれ上記開口を通つて除去され得る。スペーサー
板はその壁内に通路を備え、これらの通路は電解
槽の長手方向の隔室と陽極および陰極隔室との間
の液体の流れの必要な連通を行なう。この電解槽
においては陽極板および陰極板は、電解槽陽極隔
室と連通する電解槽の長手方向の隔室が電解槽の
陰極隔室と連通する電解槽の長手方向の隔室から
電気的に絶縁され得るようにするため一部電気絶
縁性の材料から成つている。この電気絶縁は、隣
接した陽極板と陰極板との間に位置決めされた陽
イオン交換膜を通つて電流が電解槽内に流れるの
を保証するために必要である。
上述の特許明細書には、各々一部金属から成り
また一部電気絶縁性材料から成る陽極板および陰
極板の特殊実施例が開示されている。陽極板およ
び陰極板は各々その中央部に金属電極部分を備え
また矩形板の隅角部近くに四つの開口を備えてお
り、これら四つの開口のうちの二つは矩形板と一
体のフレーム状金属部分によつて画定され、他の
二つの開口は矩形板の平面内でしかも矩形板の隅
角部近くの矩形板の凹部に位置決めされた電気絶
縁性材料から成るフレーム状部材によつて画定さ
れている。
このような陽極板および陰極板構造は複雑であ
り、電解槽に組立てる際に陽極板および陰極板の
電気絶縁性部分を要求された精度で位置決めする
のが困難であるという問題が生じる。さらに、陽
極板および陰極板の金属部分と電気絶縁性部分と
は単一構造のものではないので、金属部分と電気
絶縁性部分とは互いに当接していなければならな
い。実質的な距離にわたつてのび得るこの当接は
電解槽の陽極隔室および陰極隔室から電解槽の外
部への液体の漏れの問題を生じさせ得る。
この発明は、上述の特許の電解槽を改良して構
造を簡単化し比較的容易に組立てることのできる
ようにしたものに関する。
この発明によれば、交互に配置した多数の金属
陽極板と金属陰極板、実質的に水力学的に不浸透
性の陽イオン交換膜および各隣接した陽極板と陰
極板との間に位置決めされた多数の分離した陽極
隔室と陰極隔室とを形成する電気絶縁性材料のフ
レーム状ガスケツトを有し、陽極板、陰極板およ
びガスケツトが四つの開口を備え、これらの開口
が互いに長手方向の四つの分離した隔室を画定
し、これら長手方向の隔室から陽極隔室および陰
極隔室へそれぞれ液体を充填し、またこれら長手
方向の隔室を介して陽極隔室および陰極隔室から
それぞれ電解生成物を除去するように構成したフ
イルタープレス型電解槽において、陽極隔室へ液
体を充填しそして陽極隔室から電解生成物を除去
する長手方向の隔室を、陰極隔室へ液体を充填し
そして陰極隔室から電解生成物を除去する長手方
向の隔室から電気的に絶縁するため、金属陽極板
および陰極板における開口の少なくとも幾つかの
周囲の内側およびそのまわりに電気絶縁性材料の
フレーム状部材が設けられることを特徴とするフ
イルタープレス型電解槽が提供される。
上記で説明したように、電解槽の陽極隔室と連
通する電解槽の長手方向の隔室は電解槽の陰極隔
室と連通する電解槽の長手方向の隔室から電気的
に絶縁されることが本質である。この電気的絶縁
は、隣接した陽極板と陰極板との間に位置した陽
イオン交換膜を通つて電解槽中に電流が流れるの
を保証するのに必要である。電気絶縁性材料のフ
レーム状部材はこの必要な電気的絶縁を行なうた
め金属陽極板および陰極板における開口の少なく
とも幾つかの周囲の内側およびそのまわりに位置
決めされる。
各陽極板および各陰極板において、四つの開口
全部に電気絶縁性材料のフレーム状部材が位置決
めされ得る。
代りに、必要な電気絶縁を行なうため、電解槽
においてその陽極隔室と連通する電解槽の長手方
向の隔室の一部を形成する各陽極板における二つ
の開口は電気絶縁性材料のフレーム状部材を備え
てもよく、また電解槽において電解槽の陰極隔室
と連通する電解槽の長手方向の隔室の一部を成す
各陰極板における二つの開口は電気絶縁性材料の
フレーム状部材を備えてもよい。
代りに、電解槽においてその陽極隔室と連通し
ない電解槽の長手方向の隔室の一部を成す各陽極
板における二つの開口は電気絶縁性材料のフレー
ム状部材を備えてもよく、また電解槽においてそ
の陰極隔室と連通しない電解槽の長手方向の隔室
の一部を成す陰極板における二つの開口は電気絶
縁性材料のフレーム状部材を備えてもよい。
電気絶縁性材料のフレーム状部材はたわみ性で
あるべきであり、望ましくは弾性である。これら
のフレーム状部材はまたそれらの位置決めされる
陽極板または陰極板の部分の厚さに少なくとも等
しい厚さをもつべきである。実際、それらのフレ
ーム状部材は、組立てた電解槽においてそれらが
例えばガスケツト間で押圧され従つて良好な密封
を行なうようにするためそれらフレーム状部材の
位置決めされる陽極板または陰極板の部分の厚さ
より僅かに厚い厚さを有し得る。
陽極板および陰極板における開口に電気絶縁性
材料のフレーム状部材を位置決めするのを助ける
ため、フレーム状部材の外周囲は浅い凹部を備え
ることができ、この凹部内に陽極板または陰極板
における開口の縁部が嵌合され得る。
この発明の電解槽は、電解槽においてその長手
方向の四つの隔室の一部を成す四つの開口を備え
た電気絶縁性材料の多数のフレーム状ガスケツト
を有している。四つの開口はガスケツトのフレー
ム状部材に配置され、またフレーム自体はガスケ
ツトにおける中央開口を画定している。四つの開
口は適当には対を成してすなわち中央開口の一側
に一対、反対側に一対配置される。
電気絶縁性材料のフレーム状部材の場合のよう
に、ガスケツトはたわみ性あるべきであり、そし
て好ましくは弾性である。実際、フレーム状部材
およびガスケツトの両方とも同じ材料から成つて
もよい。適当な材料としては有機重合体、例え
ば、ポリエチレンおよびポリプロピレンのような
ポリオレフイン、例えばエチレンプロピレン共重
合体およびエチレン―プロピレン―ジエン共重合
体に基づくエラストマーのような炭化水素エラス
トマー、天然ゴムおよびスチレンブタジエンゴム
並びにポリ塩化ビニルおよびポリ塩化ビニリデン
のような塩素化炭化水素を挙げることができる。
電気絶縁性材料のフレーム状部材およびガスケツ
トの材料は電解槽内の液体に化学的に耐えること
が特に望ましく、また電解槽がアルカリ金属塩化
物の水溶液を電解するのに用いられることになる
場合には材料はフツ化重合材料、例えばポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフツ化ビニル、ポリフ
ツ化ビニリデン、またはテトラ―フルオロエチレ
ン―ヘキサ―フルオロプロピレン共重合体、或い
は上述のようなフツ化重合材料の外層を備えた基
体であることができる。
この発明の好ましい実施例では、電気絶縁性材
料のフレーム状部材はフレーム状ガスケツトと共
に単位装置を形成する。従つて、フレーム状部材
はガスケツトの表面に位置決めされそしてガスケ
ツトのフレーム状部分における開口の領域におい
てガスケツトから直立することができる。フレー
ム状部材は例えば接着材によつてガスケツトに取
付けられ得るか、またはフレーム状部材およびガ
スケツトは一体構造のものでもよく、例えばガス
ケツトの表面から直立したフレーム状部材を備え
たガスケツトは適当な形の型で形成され得る。
この好ましい実施例には二つの代りの形態があ
る。ガスケツトの表面から直立したフレーム状部
材は、フレーム状部材の設けられる陽極板または
陰極板の厚さに少なくとも等しい厚さを有し得
る。
代りに、ガスケツトの表面から直立したフレー
ム状部材の厚さはフレーム状部材の設けられる陽
極板または陰極板の部分の厚さより薄くてもよ
く、またガスケツトは、両ガスケツトの表面のフ
レーム状部材が陽極板または陰極板における開口
内に位置決めされかつ互いに共動して所望の電気
絶縁を行なうように陽極板または陰極板の両側に
位置決めされ得る。
フレーム状部材がガスケツトと単位装置を構成
しているこの実施例は陽極板および陰極板に対し
てガスケツトの正確な位置決めを容易にできるの
で好ましく、そして陽極板および陰極板の開口に
フレーム状部材を別個に位置決めする必要がな
く、従つて電解槽の組立てがさらに簡単となる。
電解槽には、電解槽の長手方向の隔室から電解
槽の陽極および陰極隔室へ液体を供給する装置お
よび電解槽の陽極および陰極隔室から電解槽の長
手方向の隔室へ電解生成物を供給する装置が設け
られる。これらの装置はガスケツトのフレーム状
部分の開口とガスケツトのフレーム状部分で画定
された中央開口との間の連通路を形成するガスケ
ツトの壁内の通路によつて形成され得る。通路は
ガスケツトの壁内のスロツトによつて設けられ得
る。ガスケツトはその壁内に二つの通路を備え、
これらの通路は、電解槽の陽極隔室が陽極隔室に
液体を供給しかつ陽極隔室から電解生成物を除去
する電解槽の長手方向の隔室と連通し、また電解
槽の陰極隔室が陰極隔室に液体を供給しかつ陰極
隔室から電解生成物を除去する電解槽の長手方向
の隔室と連通するように構成されている。
金属陽極板の金属の性質は電解槽で電解すべき
電解液の性質に関係する。好ましい金属は、アル
カリ金属塩化物の水溶液を電解槽で電解する場合
には膜形成金属である。
膜形成金属は金属:チタン、ジルコニウム、ニ
オブ、タンタルまたはタングステンの一つであつ
てもあるいは主としてこれら金属の一つまたはそ
れ以上から成りしかも純粋の金属の陽極分極特性
に匹敵する陽極分極特性をもつ合金でもよい。チ
タンンだけまたはチタンの分極特性に匹敵する分
極特性をもつチタン合金を用いるのが好ましい。
陽極板は中央陽極部分を備え、また陽極板の開
口はフレーム状ガスケツトの開口の位置に相応し
た位置において陽極板の縁部近くに配置され得
る。これらの開口は好ましくは対を成して、すな
わち陽極部分の一側に一対また陽極部分の反対側
に一対配置される。
陽極部分は多数の細長い部材を有することがで
き、これらの細長い部材は例えばルーパまたは条
片の形で好ましくは垂直に配置され、また陽極部
分はメツシユ、海綿状金属または有孔表面のよう
な海綿状表面を有し得る。陽極部分は互いにほぼ
平行に配置した一対の海綿状表面を有し得る。
陽極板の陽極部分は導電性で電気触媒的に活性
の材料の被覆を担持し得る。特にアルカリ金属塩
化物の水溶液を電解する場合には、この被覆は例
えば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、イソジウム、ルテニウム、オスミ
ウムおよびパラジウム、または上記金属の合金、
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。上記被覆は一つまたは
それ以上の白金属金属および(または)一つまた
はそれ以上の非貴金属酸化物特に膜形成金属酸化
物と混合した上記白金属金属の酸化物から成り得
る。特に適当な電気触媒的に活性の被覆は白金自
体、二酸化ルテニウムと二酸化チタンとをベース
にしたものおよび二酸化ルテニウムと二酸化すず
と二酸化チタンとをベースにしたものを含む。
このような被覆およびその施し方は当該技術分
野において公知である。
陰極板の金属の性質も電解槽で電解すべき電解
液の性質に関係する。アルカリ金属塩化物の水溶
液を電解する場合には陰極の金属は例えば軽鋼や
ステンレス鋼のような鋼、またはニツケル、或い
はニツケルで被覆した鋼であり得るが、その他の
金属を用いることもできる。陰極板は中央陰極部
分を備え、またこの陰極板の開口はフレーム状ガ
スケツトの開口の位置に相応した位置において陰
極板の縁部近くに配置され得る。これらの開口は
好ましくは対を成してすなわち陰極部分の一側に
一対また陰極部分の反対側に一対配置される。
陰極部分は例えばルーバまたは条片の形で好ま
しくは垂直に配置される多数の細長い部材を有し
得るか或いは陰極部分はメツシユ、海綿状金属ま
たは有孔表面のような海綿状表面を有し得る。陰
極部分は互いにほぼ平行に配置された一対の海綿
状表面を有し得る。
陰極板の陰極部分は、電解槽をアルカリ金属塩
化物の水溶液の電解に用いる場合陰極における水
素過電圧を減少する材料の被覆を備えることがで
きる。このような被覆は当該技術分野において公
知である。
陽極板および陰極板は電源に接続する装置を備
える。例えば、それらは適当な母線に接続するの
に適した伸長部を備えるこができる。
陽極板および陰極板は両方とも、それらを電解
槽に組立てる際に可撓性および弾性が漏れ密封シ
ールを行なうのに役立つのでたわみ性であるのが
望ましく、そして好ましくは弾性である。
少なくとも開口の領域における陽極板および陰
極板の厚さは適当には0.5mm〜3mmの範囲であ
る。
電流の流れ方向における陽極板および陰極板の
寸法は精巧な電流搬送装置を用いることなく陽極
板および陰極板における低電圧降下を保証する短
かい電流路を形成するようにされるのが好まし
い。電流の流れ方向における好ましい寸法15〜60
cmの範囲である。
この発明の電解槽における陽イオン交換膜は陽
極板、陰極板およびガスケツトの外寸とほぼ同じ
外寸を有することができ、その場合陽イオン交換
膜は陽極板、陰極板およびガスケツトにおける開
口に相応した位置に四つの開口を備える。代りに
陽イオン交換膜は陽極板、陰極板およびガスケツ
トの外寸より小さい外寸を有することができ、そ
の場合には陽イオン交換膜は開口を備えず、そし
て電解槽においてそれは例えばガスケツトのフレ
ームにおける開口に重ならないような位置で一対
のガスケツト間に位置決めされ得る。
陽イオン交換膜の性質は電解槽で電解されるこ
とになる電解液に関係する。陽イオン交換膜は電
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、膜は適当には陽イオン交換層例え
ばスルホン酸、カルボン酸またはリン酸基、また
はそれらの誘導体、もしくは二つまたはそれ以上
の基の混合物を含んだフツ素含有重合材から成
る。
このような陽イオン交換膜は当該技術分野にお
いて公知である。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
号明細書に開示されたものである。
電解槽は端板を備え、これらの端板はそれぞれ
端子陽極板および端子陰極板であり得る。
電解槽は交互に配置された50個までのまたはそ
れ以上の陰極板50個までのまたはそれ以上の陰極
板、一つまたは複数個のガスケツト、および隣接
した陽極板と陰極板との間に位置した陽イオン交
換膜を備えることができる。
陽極板、陰極板およびガスケツトのフレーム状
部材における開口によつて形成される電解槽の長
手方向の隔室は適当なヘツダーに接続され得、そ
こから長手方向の隔室および従つて電解槽の陽極
隔室と陰極隔室に液体が充填され得、またヘツダ
ーには陽極隔室と陰極隔室から電解槽の長手方向
の隔室を介して電解生成物が供給され得る。
この発明の電解槽は種々の電解液の電解に用い
られ得る。しかしながら、この電解槽はアルカリ
金属塩化物の水溶液、例えば塩化ナトリウム溶液
の電解に用いるのに特に適している。塩化ナトリ
ウム溶液を電解する場合には、溶液は電解槽の長
手方向の隔室の一つに供給され、そして例えばガ
スケツトの壁の通路を介して電解槽の陽極隔室に
送られる。電解で生成された塩素ガスは塩化ナト
リウム希薄溶液と共に陽極隔室から例えばガスケ
ツトの壁における通路を介して電解槽の長手方向
の異なつた隔室に送られる。水または水酸化ナト
リウムの希薄水溶液は電解槽の長手方向の隔室に
供給され、そして例えばガスケツトの壁における
通路を介して電解槽の陰極隔室に送られる。電解
で生成された水素および濃縮した水酸化ナトリウ
ム溶液は陰極隔室から例えばガスケツトの壁にお
ける通路を介して電解槽の長手方向の異なつた隔
室に送られる。
以下、この発明を添附図面を参照して説明す
る。
第1図を参照すると、金属電極1はフレーム状
部材2を有し、このフレーム状部材2は中央開口
3を画定している。この中央開口3は多数の垂直
に配置した条片4によつて橋絡され、これらの条
片4は、フレーム状部材の上方部分と下方部分に
取付けられ、そしてフレーム状部材の平面に平行
でしかもそこから変位されている。条片4はフレ
ーム状部材2の両側に位置決めされている。これ
らの条片は、一側の一つの条片が他側の二つの隣
接した条片間の間隙に相対して位置決めされるよ
うに配置される。
金属電極1は突出部5を備えており、この突出
部5に適当な電気接続体が固定され得る。電極1
を陽極として用いる場合には、突出部5はフレー
ム状部材2の下方縁部に設けられ、また電極1を
陰極として用いる場合には、突出部5はフレーム
状部材2の相対した上方縁部に設けられる。フレ
ーム状部材2は中央開口3の一側に設けられた一
対の開口6,7および中央開口3の反対側に設け
られた一対の開口8,9を備えている。電極を電
解槽内に組立てる場合、これらの開口は電解槽の
長手方向の隔室の一部を形成し、この隔室を通つ
て電解槽の陽極隔室および陰極隔室に電解液およ
び他の流体が充填され得また上記長手方向の隔室
を通つて電解槽の陽極隔室および陰極隔室から電
解生成物が除去され得る。電極の金属は、その電
極が陽極として用いられるか陰極として用いられ
るかに関連してかつまた電解槽において用いられ
る電解液の性質に関連して選択される。
第2図を参照すると、ガスケツト9aはフレー
ム状部分10を有し、このフレーム状部分10は
中央開口11を画定している。フレーム状部分1
0は中央開口11の一側に設けられた一対の開口
12,13および中央開口11の反対側に設けら
れた一対の開口14,15を備えている。ガスケ
ツトを電解槽内に組立てる場合、これらの開口1
2〜15は電解槽の長手方向の隔室の一部を成
し、この隔室を通つて電解槽の陽極隔室および陰
極隔室に電解液およびその他の流体が供給され
得、また上記長手方向の隔室を通つて電解槽の陽
極隔室および陰極隔室から電解生成物が除去され
得る。開口12,15はまたそれらの開口のまわ
りに位置決めされかつフレーム状ガスケツトの平
面から突出した直立したフレーム状部材16,1
7を備えており、これらのフレーム状部材16,
17は電解槽に組立てたとき金属電極のそれぞれ
開口6,9に嵌合するようにされる。直立したフ
レーム状部材16,17は電解槽において一部電
極の開口6,7,8,9で形成された電解槽の長
手方向の隔室間の要求された電気絶縁を行なう。
直立したフレーム状部材16,17はガスケツト
9aと一体構造のものでルり、そして例えば適当
な電気絶縁性の熱可塑性重合材を成形することに
よつて作られ得る。電解槽が第2図に示す型式の
ガスケツトを有する場合には、直立したフレーム
状部材16,17をガスケツトの開口14,13
のまわりに設けた同様なガスケツトも備える。
第3図には一つの電極および一対のガスケツト
を電解槽内に組立てた状態を示す。組立体は、四
つの開口19,20(二つは図示してない)を備
えた電極18、四つの開口22,23(二つは図
示してない)を備えたフレーム状ガスケツト2
1、および四つの開口25,26(二つは図示し
てない)を備えた別のフレーム状ガスケツト24
から成つている。フレーム状ガスケツト24は、
このガスケツト24の平面から突出ししかも電極
18の開口19(一つは図示してない)内に位置
決めされた二つの直立したフレーム状部材27
(一つは図示してない)を備え、これらの直立し
たフレーム状部材27はガスケツト21の表面と
正しくそろつて漏れ密封シールを形成している。
第3図の組立体において、電気接続用の電極の突
出部(第1図の2参照)は省略されている。
第4図には電解槽における一つの電極と一対の
ガスケツトの別の組立体を示す。第3図の場合の
ように、組立体は四つの開口19,20(二つは
図示してない)を備えた電極18を有している。
組立体は四つの開口29,30(二つは図示して
ない)および平面から突出ししかも電極18の開
口19(一つは図示してない)内に位置した二つ
の直立したフレーム状部材31(一つは図示して
ない)を備えたフレーム状ガスケツト28を有し
ている。組立体はまた四つの開口33,34(二
つは図示してない)および平面から突出ししかも
電極18の開口19(一つは図示してない)内位
置した二つの直立したフレーム状部材35(一つ
は図示してない)を備えた別のフレーム状ガスケ
ツト32を有している。この組立体において、ガ
スケツト28,32の平面から突出する直立した
フレーム状部材31,35は互いに正しく整列し
て漏れ密封シールを形成している。
第5図には第4図の実施例の変形を示し、フレ
ーム状ガスケツト36はこのガスケツト36の平
面から突出した四つの直立したフレーム状部材3
7,38(二つは図示しない)を備えており、ま
たフレーム状ガスケツト39はこのガスケツト3
9の平面から突出した四つの直立したフレーム状
部材40,41(二つは図示してない)を備えて
いる。この実施例において、ガスケツトの表面か
ら突出する直立したフレーム状部材は、電解槽の
長手方向の隔室の一部を成す電極の四つの開口全
部に配置されている。
第6図の実施例はこの発明の電解槽の一部を示
し、陰極42、ガスケツト43、陽イオン交換膜
44、ガスケツト45、陽極46、ガスケツト4
7、陽イオン交換膜48およびガスケツト49か
ら成つている。陰極42は陰極の両側に位置した
多数の垂直に配列された条片50と、四つの開口
51,52,53,54と電気接続用の突出部5
5とを備えている。ガスケツト43は中央開口5
6と、四つの開口57,58,59(一つは図示
してない)と、このガスケツトの表面から突出す
る二つの直立したフレーム状部材60,61とを
備えている。ガスケツト45は、平面ガスケツト
であり、そして中央開口62と、四つの開口6
3,64,65(一つは図示してない)と、中央
開口62および開口63,65のそれぞれ間の連
通路を成すこのガスケツトの壁内の二つの通路6
6,67とを備えている。陽極46は電気接続用
の突出部が陽極の下方縁部に位置し図示されてな
い点を除いて陰極42と同様な構造のものであ
る。ガスケツト47はこのガスケツトの表面から
突出する直立したフレーム状部材68(一つは図
示してない)がまわりにフレーム状部材を設けた
ガスケツト43の場合と異なる位置でガスケツト
47の開口69(一つは図示してない)のまわり
に設けられる点を除いてガスケツト43と同様な
構造のものである。ガスケツト49はこのガスケ
ツトの壁における通路70(一つは図示してな
い)が中央開口71と、ガスケツト45の中央開
口62と連通するガスケツト45の開口と異なつ
た位置にある開口72(一つは図示してない)と
の間の連通路を形成している点を除いてガスケツ
ト45と同様な構造のものである。
電解槽において、ガスケツト45,47および
陽極46は電解槽の陽極隔室を形成し、この隔室
は陽イオン交換膜44,48で画定されている。
同様に電解槽の陰極隔室は陰極42と、ガスケツ
ト43と、陰極42に隣接した位置した型のガス
ケツト(図示してない)とによつて形成され、こ
の陰極隔室も二つの陽イオン交換膜で画定されて
いる。組立てた電解槽では陽イオン交換膜は各膜
の各側に位置したガスケツトによつて適当な位置
に保持されている。簡単にするため、第6図の実
施例では当然電解槽の一部を成す端板および漏れ
密封組立てにおいて電極とガスケツトとを互いに
固定するために設けられるボルトのような装置は
示されていない。電解槽は上述のような多数の陽
極および陰極を有している。電解槽はまた、陰極
42の開口51が一部を成す電解槽の長手方向の
隔室におよび従つてガスケツト45の壁における
通路66を介して電解槽の陽極隔室に電解液を供
給し得かつまた電解槽の陽極隔室からガスケツト
45の壁における通路67を介しておよび陰極4
2の開口54が一部を成す電解槽の長手方向の隔
室を介して電解生成物を通すヘツダー(図示して
ない)を備えている。同様に、電解槽はまた、陰
極42の開口53が一部を成す電解槽の長手方向
の隔室におよび従つてガスケツト49の壁の通路
(図示してない)を介して電解槽の陰極隔室に液
体例えば水を供給しかつまた電解槽の陰極隔室か
らガスケツト49の壁の通路70および陰極42
の開口52が一部を成す電解槽の長手方向の隔室
を介して電解生成物を通すヘツダー(図示してな
い)を備えている。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の電解槽に用いる電極の斜視
図、第2図は電気絶縁性材料のフレーム状部材を
備えたフレーム状ガスケツトの斜視図、第3図は
電極および一方が電気絶縁性材料のフレーム状部
材を備えた一対のガスケツトの断面図、第4図お
よび第5図は、電極および各々が電気絶縁性材料
のフレーム状部材を備えた一対のガスケツトの断
面図、第6図は、この発明の電解槽の一部を示す
展開斜視図である。 図中、1……金属電極、2……フレーム状部
材、3……中央開口、4……条片、5……突出
部、6,7,8,9……開口、9a……ガスケツ
ト、11……中央開口、12,13,14,15
……開口、16,17……フレーム状部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 交互に配置した多数の金属陽極板と金属陰極
    板、実質的に水力学的に不浸透性の陽イオン交換
    膜および各隣接した陽極板と陰極板との間に位置
    決めされ多数の分離した陽極隔室と陰極隔室とを
    形成する電気絶縁性材料のフレーム状ガスケツト
    を有し、陽極板、陰極板およびガスケツトが四つ
    の開口を備え、これらの開口が互いに長手方向の
    四つの分離した隔室を画定し、これら長手方向の
    隔室から陽極隔室および陰極隔室へそれぞれ液体
    を充填し、またこれら長手方向の隔室を介して陽
    極隔室および陰極隔室からそれぞれ電解生成物を
    除去するように構成したフイルタープレス型電解
    槽において、陽極隔室へ液体を充填しそして陽極
    隔室から電解生成物を除去する長手方向の隔室
    を、陰極隔室へ液体を充填しそして陰極隔室から
    電解生成物を除去する長手方向の隔室から電気的
    に絶縁するため、金属陽極板および陰極板におけ
    る開口の少なくとも幾つかの周囲の内側およびそ
    のまわりに電気絶縁性材料のフレーム状部材が設
    けられることを特徴とするフイルタープレス型電
    解槽。 2 各陽極板および各陰極板における四つの開口
    が各々そこに位置した電気絶縁性材料のフレーム
    状部材を備えている特許請求の範囲第1項に記載
    の電解槽。 3 電解槽においてその陽極隔室と連通する電解
    槽の長手方向の隔室の一部を形成する各陽極板に
    おける二つの開口が電気絶縁性材料のフレーム状
    部材を備え、また電解槽において電解槽の陰極隔
    室と連通する電解槽の長手方向の隔室の一部を成
    す各陰極板における二つの開口が電気絶縁性材料
    のフレーム状部材を備えている特許請求の範囲第
    1項に記載の電解槽。 4 電解槽においてその陽極隔室と連通しない電
    解槽の長手方向の隔室の一部を成す各陽極板にお
    ける二つの開口が電気絶縁性材料のフレーム状部
    材を備え、また電解槽においてその陰極隔室と連
    通しない電解槽の長手方向の隔室の一部を成す陰
    極板における二つの開口が電気絶縁性材料のフレ
    ーム状部材を備えている特許請求の範囲第1項に
    記載の電解槽。 5 電気絶縁性材料のフレーム状部材が弾性であ
    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 電解槽内でその長手方向の隔室の一部を成す
    ガスケツトの四つの開口がガスケツトの中央開口
    の両側に対を成して配置され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 ガスケツトが弾性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 フレーム状部材がガスケツトの表面から直立
    し、そして一体構造のものである特許請求の範囲
    第1〜7項のいずれかに記載の電解槽。 9 ガスケツトの表面から直立したフレーム状部
    材がフレーム状部材の位置決めされる陽極板また
    は陰極板の部分の厚さに少なくとも等しい厚さを
    もつ特許請求の範囲第8項に記載の電解槽。 10 ガスケツトの表面から直立したフレーム部
    材の厚さがフレーム状部材の位置決めされる陽極
    板または陰極板の部分の厚さより薄く、またガス
    ケツトが陽極板または陰極板の両側に位置決めさ
    れて両方のガスケツトの表面のフレーム状部材を
    陽極板または陰極板の開口に位置決めしかつ互い
    に共動するようにした特許請求の範囲第8項に記
    載の電解槽。
JP57203834A 1981-11-24 1982-11-22 フイルタ−プレス型電解槽 Granted JPS5893880A (ja)

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GB8135403 1981-11-24
GB8135403 1981-11-24

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