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公開番号2024072130
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-27
出願番号2022182815
出願日2022-11-15
発明の名称電解槽
出願人株式会社大阪ソーダ
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 11/03 20210101AFI20240520BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】隔膜の損傷が抑制された電解槽を提供する。
【解決手段】複数の開口部を有する電極と、電極を支持するための支持体とを有して成り、支持体がフレームの内側領域に配置されたリブを備えた電解槽が提供される。本発明の電解槽では、電極とリブとの接合箇所がリブの長手の延在方向に沿って複数設けられており、電極は、接合箇所におけるデプスゲージの凹み測定値が0.2mm以下となる平面性を有する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
複数の開口部を有する電極と、前記電極を支持するための支持体とを有して成る電解槽であって、
前記支持体は、フレームの内側領域に配置されたリブを備えており、
前記電極と前記リブとの接合箇所が、前記リブの長手の延在方向に沿って複数設けられており、
前記電極は、前記接合箇所におけるデプスゲージの凹み測定値が０．２ｍｍ以下となる平面性を有する、電解槽。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記リブが複数設けられると共に、前記電極としてエキスパンドメタルが用いられ、前記長手の延在方向に沿って前記複数設けられる前記接合箇所のピッチＰ
１
が式１を満たす、請求項１に記載の電解槽：
Ｐ
１
≦Ｐ
２
×ＳＷ／ＬＷ・・・式１
式中、Ｐ
１
：前記接合箇所のピッチ（ｍｍ）
Ｐ
２
：前記リブ同士の離隔距離（ｍｍ）
ＬＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ長目方向の中心距離（ｍｍ）、および
ＳＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ短目方向の中心距離（ｍｍ）
であり、前記電解槽では前記ＬＷが水平方向の寸法に相当し、前記ＳＷが鉛直方向の寸法に相当する。
【請求項３】
前記リブが複数設けられると共に、前記電極としてエキスパンドメタルが用いられ、前記長手の延在方向に沿って前記複数設けられる前記接合箇所のピッチＰ
１
が式２を満たす、請求項１に記載の電解槽：
Ｐ
１
≦Ｐ
２
×ＬＷ／ＳＷ・・・式２
式中、Ｐ
１
：前記接合箇所のピッチ（ｍｍ）
Ｐ
２
：前記リブ同士の離隔距離（ｍｍ）
ＬＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ長目方向の中心距離（ｍｍ）、および
ＳＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ短目方向の中心距離（ｍｍ）
であり、前記電解槽では前記ＬＷが鉛直方向の寸法に相当し、前記ＳＷが水平方向の寸法に相当する。
【請求項４】
前記電解槽が前記複数の開口部を有する電極として相対的に可撓性を有する電極と相対的に剛性を有する電極とを有し、前記接合箇所が前記相対的に剛性を有する電極と前記支持体との接合箇所である、請求項１に記載の電解槽。
【請求項５】
前記電解槽が、ゼロギャップ式の電解槽である、請求項１～４のいずれか１項に記載の電解槽。
【請求項６】
前記電解槽が陰極加圧方式の電解槽であり、前記電極が陽極に相当する、請求項１～４のいずれか１項に記載の電解槽。
【請求項７】
複数の開口部を有する電極と、前記電極を支持するための支持体とを有して成る電解槽であって、
前記支持体は、フレームの内側領域に配置されたリブを備えており、
前記電極と前記リブとの接合箇所が、前記リブの長手の延在方向に沿って複数設けられており、
前記電解槽が複極式電解槽であって、前記リブが複数設けられると共に、前記電極としてエキスパンドメタルが用いられ、前記長手の延在方向に沿って前記複数設けられる前記接合箇所のピッチＰ
１
が式１を満たす、電解槽：
Ｐ
１
≦Ｐ
２
×ＳＷ／ＬＷ・・・式１
式中、Ｐ
１
：前記接合箇所のピッチ（ｍｍ）
Ｐ
２
：前記リブ同士の離隔距離（ｍｍ）
ＬＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ長目方向の中心距離（ｍｍ）、および
ＳＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ短目方向の中心距離（ｍｍ）
であり、前記電解槽では前記ＬＷが水平方向の寸法に相当し、前記ＳＷが鉛直方向の寸法に相当する。
【請求項８】
前記式１が、式１’：Ｐ
１
≦（Ｐ
２
×ＳＷ／ＬＷ）／２となる、請求項７に記載の電解槽。
【請求項９】
複数の開口部を有する電極と、前記電極を支持するための支持体とを有して成る電解槽であって、
前記支持体は、フレームの内側領域に配置されたリブを備えており、
前記電極と前記リブとの接合箇所が、前記リブの長手の延在方向に沿って複数設けられており、
前記電解槽が複極式電解槽であって、前記リブが複数設けられると共に、前記電極としてエキスパンドメタルが用いられ、前記長手の延在方向に沿って前記複数設けられる前記接合箇所のピッチＰ
１
が式２を満たす、電解槽：
Ｐ
１
≦Ｐ
２
×ＬＷ／ＳＷ・・・式２
式中、Ｐ
１
：前記接合箇所のピッチ（ｍｍ）
Ｐ
２
：前記リブ同士の離隔距離（ｍｍ）
ＬＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ長目方向の中心距離（ｍｍ）、および
ＳＷ：前記エキスパンドメタルのメッシュ短目方向の中心距離（ｍｍ）
であり、前記電解槽では前記ＬＷが鉛直方向の寸法に相当し、前記ＳＷが水平方向の寸法に相当する。
【請求項１０】
前記式２が、式２’：Ｐ
１
≦（Ｐ
２
×ＬＷ／ＳＷ）／２となる、請求項９に記載の電解槽。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解槽に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、各種工業において電解が利用されている。電解、すなわち電気分解を行うには電解槽が用いられる。電解槽は、その用途から各種各様の形式があるものの、少なくとも陽極と陰極とを備えている。例えば塩化ナトリウム水溶液の電気分解が行われる電解槽は、塩素、水素および水酸化ナトリウム（いわゆる苛性ソーダ）を取り出すことができ、化学工業の基盤となる原料の生産に用いられている。また、水素製造に用いられるアルカリ水溶液の電解にも電解槽が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３３７７６２０号公報
特許第６０２６２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電解槽では、陽極で生成した物質と陰極で生成した物質との混合を避けるべく隔膜が更に設けられていることが多い。隔膜としてイオン交換膜を用いて塩化ナトリウム水溶液の電気分解を行うプロセスは、“イオン交換膜法食塩電解”などとも称される。また、水素製造に用いられるアルカリ水溶液の電解にも隔膜が用いられる。
【０００５】
イオン交換膜法食塩電解やアルカリ水溶液の電解に用いる電解槽は様々なタイプがあるものの、なかでもゼロギャップ式が主流になっている。ゼロギャップ式の電解槽では、陽極と隔膜と陰極とを互いに密着させて電極間距離を近づけ、電解液抵抗を減じ、電力消費の低減を図っている。“ゼロギャップ”では、陽極および陰極の一方を他方よりも柔らくして可撓性を高くする一方、他方を相対的に高い剛性とする電解槽が考えられる。より具体的には、一方の電極は柔らかい可撓性構造とする一方で、他方の電極は剛性を高くして隔膜に押し付けても変形の少ない剛性構造とすることが考えられる。かかる場合、可撓性となる電極の背面側に導電性弾性体を設けることによって、陰極と隔膜と陽極との互いの密着に必要な圧力を、その導電性弾性体の弾性力（すなわち、反力）により供すことができる。
【０００６】
本願発明者は、従前の電解槽では克服すべき課題が依然あることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを見出した。
【０００７】
電解槽において、隔膜の損傷が引き起こされると電解が効率的に行われなくなる。また、隔膜の損傷は、電解槽の運転を非効率にするだけでなく、陽極側と陰極側との間の電解液の直接的な接触に起因して非所望の反応が生じてしまう懸念もある。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、隔膜の損傷がより抑制された電解槽を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された電解槽の発明に至った。
【００１０】
本発明の電解槽は、
複数の開口部を有する電極と、前記電極を支持するための支持体とを有して成る電解槽であって、
前記支持体は、フレームの内側領域に配置されたリブを備えており、
前記電極と前記リブとの接合部が、前記リブの長手の延在方向に沿って複数設けられており、
前記電極は、前記接合部におけるデプスゲージの凹み測定値が０．２ｍｍ以下となる平面性を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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