JPS5939519B2 - 大なる金属表面の電気的処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解液を使用する、電気的研磨及び電気的鍍金
の両者を含む、電気的処理装置の刷新及び改良に関して
いる。

特に、本発明は、大なる表面を有し、特に軸線の方向に
装架された回転軸を含む或はこれを取わつけ得る型の、
大型円筒形槽の内面に対しその部分表面に順次電気処理
を施す装置に関している。数千ガロン或はそれ以上の容
量を有する円筒形の槽或は反応槽は、現場で補修される
ことが望ましい。

このような槽は、工場へ移すことができるならば、或は
現場に於いてその位置を変える（例えば、これを横倒し
にする）ことができれば作業は有効に遂行され得るが、
この槽のサイズ、重量など一般に作業を困難ならしめる
条件があつて一時的に位置を変えることを妨げる。槽内
で作業を行わなければならない場合には、軸方向に装架
された軸の存在は、更に電鍍などの補修作業を有効に遂
行することをさらに妨げるものとなる。往々出会う条件
として考えられることは、軸が固定的に取付けられてい
るので、槽の位置を変えずに取外すことは厄介乃至困難
であシ、従つてその存在を克服しなければならないこと
になる。大型槽の内部に電解研磨或は電気鍍金を施すに
は、次のような装置を用いて遂行するのが便利且つ経済
的である。

電解研磨と電気鍍金とでは種々の相違があるが電解液の
化学的成分、使用される電流の方向、及び利用されるア
ノードとカソードの関係を変えねばならない場合がある
。電解研磨に於いても電気鍍金に於いても、金属イオン
が電解液を経てアノードからカソート−堆積される。電
解研磨の場合には、研磨される表面がアノードとなる。
これと反対に電解鍍金の場合には、鍍金される表面がカ
ソードであり、アノードは通常、表面へ堆積される金属
よＩ）作られる。以丁の説明は、概ねその一方、即ち電
気的研磨に集中することにし、電気的鍍金は、電気的研
磨の処理上の或は結果的変形として取扱われる。さて、
槽の内面に高度の研磨を与え、或は金属鍍金面に特別の
性質を持たせることが望ましい場合かある。

前者の最も重要な一例として、槽か、研磨されてない槽
壁に附着する物を収容するのに用いられる場合がある。
この場合には、研磨面に高い開放特性を持たせるならば
、このような問題は排除される。研磨面は、浄化したＤ
衛生的ならしめることも容易で、且つ耐蝕性も高い故、
このような内面を有する槽は、こうした特性が望ましい
多くの工業特に薬品、食品、飲料、及び製薬工業等にお
いて使用される。多くの場合、使用について研磨の度合
及び鍍金の厚さが低減するから或る程度定期的に、この
ような槽の内面に再研磨或は再鍍金を施すことか必要と
なる。現在一般に行われる表面研磨の方法には、機械的
手段を用いることが含まれている。

左程広く用いられてはいないか、槽の内面を研磨するの
に特に適した方法は、電鍍法と同様な電解液或は電解槽
とカソードとを使用することによ只電気的研磨を施すこ
とである。しかし、槽が大型の場合には、（１）大容量
の液に関しては（例えば、重量、液体の柩扱い及び電解
液の価格等の）諸問題が生ずる故電解液で槽を完全に満
たすことなく、或は（２）電気的諸条件に制約される故
全表面を一斉に研磨或は鍍金することなく、端的に言え
ば段階的に内面を研磨することが望ましい。米国特許第
２，８６１，９３７号及び３，６８２，７９９号に於い
ては、大容量槽の内面を電気的に研磨する方法が開示さ
れている。

この方法を用いれば、槽の内面を、大容量の電解液を用
いずに研磨することか可能で、上掲諸問題か回避される
。しかし、上記両特許は、研磨技術には前進を示してい
るかこれ等は、槽か可動であジ、従つて場所的に固定さ
れていない伏況に応用し得るに過ぎない。即ち、固定状
態のまま残して置かなければならない大きな金属槽の内
面を電気処理する場合の問題は未解決のまま残される。
本発明は、平坦な及び彎曲した大なる固定された金属表
面に、段階的に電気的研磨及び鍍金を施す装置を提供す
るもので、更にこれは回転軸を含む槽内に適用されると
き従来邪魔であつた軸の存在を逆用するものである。従
つて、本発明の主目的は、大なる固定槽の内面に、現場
で便利且つ経済的に電気的処理を施す装置を提供するこ
とである。本発明の今一つの目的は、大なる金属表面を
、個々別々の表面部分に電気的処理を段階的に施し得る
装置を提供することである。

本発明の今一つの目的は、比較的少量の電解液を用いて
大表面を電気的に処理する装置を提供することである。

本発明の今一つの目的は、攪拌装置或は回転軸を具えた
槽の内面でも周回状に順次電気処理する装置を提供する
ことである。

次に、本発明の実施例を示す図面を参照して、本発明装
置の構成と昨用効果につき具体的に説明する。

第１図及び第２図に於いては、大なる円筒状の槽が概括
的に５で示されている。

例えば、この槽の大きさは、高さ７．５ｍ，直径２．４
ｍと考えて差支ない。この槽には、一つ或は複数の攪拌
装置７を装架するための回転軸６か設けられている。軸
６は、頂部に設けられた、適当な既知の駆動装置６Ａに
よつて駆動される。槽５は、その頂部附近で床８によつ
て支えられ、そして、槽の一端或は両端に配置された、
マンホール１０及び同様な頚部付開口１０ａが設けられ
ている。向い合つた箱状の処理室ユニツト即ち電解液容
器１２−１２は、比較的少量の電解液１６を保持するの
に使用されこの電解液は、雷気的に処理される表面１１
の中の、夫々個々の表面部分１４−１４ａと接触してい
る。電解液１６は、槽５の底の下方に配置された可搬式
貯槽から還流ホース１７を経てポンプ１５によつて吸上
げられ、そして取れホース１８−１８を経て、処理室ユ
ニツト１２−１２へ供与される。この実施例では、底の
部付孔１０ａは蓋を持たない故、電解液１５か、槽５か
ら貯槽９へ流出して再循環し得るようになつている。こ
の電解液には、最良の動作温度を持たせ得るようになつ
ている。槽５の壁に冷却或は加熱装置（図示されていな
い）か配置されるならば、これによつて、電解液に所望
の温度を保たせることかできる。さもなければ、貯槽９
の中或はその上のコイル１９ａ或は同様な伝熱装置へ、
１９に於けるような適当な外部的加熱或は冷却装置１９
をとｂつけて、電解液の温度を調節すればよい。ポンプ
の送給量は、（１）電解処理中に形成される気泡２１が
、所望通ｂ排除される、（２）各処理室ユニツト１２が
略々次満状態に保たれるように各処理室ユニツトへ充分
な電解液１６か供与されるように調節される。電気的研
磨中も電鍍中も共に、気泡が形成される。気泡２１（第
４図）及び、各処理室ユニツトへ供与された過剰の電解
液は、処理室ユニツトから流して、貯槽９へ排出され、
そして再使用され得るようになつている。各処理室ユニ
ツト１２の中には、還流ホース１７の吸引端を設けるこ
とによジ、このユニツト１２から流させずに、電解液１
６を再循環させることができる。各処理室ユニツト１２
は、該ユニツトを槽壁に対して軸６を保持している伸縮
可能な腕２６により暫定的に支えられている。各々の腕
２６は、軸６へ取外し得るように固定されたカラー２７
によ沙担持されている。腕２６は、カラー２７から延び
て処理室ユニツト１２と、槽の内壁面１１との間に加熱
接触状態を維持し得るようになつている。腕２６は、ば
ね負荷、ねじ或はその他でカラー２７へ装架されて、処
理室ユニツト１２に対して外向きの圧力を加え得るよう
にされている。処理室ユニツト１２−１２へ適量の電流
と電解液が供与されるならば、表面１１の表面部分１４
−１４ａに電気的研磨を施すことができる。電流が反転
され、そして適当な電解液か用いられるならば、表面１
１が各処理室ユニツト１２によジ電鍍され得る。本発明
か有利に具現された実施形態に於いては電気的研磨或は
電鍍が行われている間、軸６が徐徐に１８０或乃至それ
以上回転されることによ勺表面１１上の環帯状領域３０
が電気的に処理される。一方、第２図に示すように、先
づ処理室ユニツトの軸線方向に表面部分１４−１４ａを
電気的に研磨し、然る後、軸６を回転し表面上の未だ研
磨されていない次の表面部分２８−２８ａに、処理室ユ
ニツト１２−１２内の電解液を接触させてこれを研磨す
ることによつて、表面１１上の環帯状領域３０を段階的
に処理することもできる。上述の何れかによつて、領域
３０か研磨されたとき、カラー２７を緩め、処理室ユニ
ツト１２−１２を再位置ぎめすることによ）、この処理
室ユニツトか移動されて未研磨領域と接触させて、上述
の処置が繰返される。尚、各環帯状領域の上下に僅かな
重畳が生ずることが望ましい。電鍍も、上述と同様な仕
方で実施される。この場合、本発明により、槽の内側の
環帯状領域の電気的処理は、上記処理室ユニツトを、一
又は二個或はそれ以上用いて行うこともできる。図示の
実施例では、（ａ）軸によつて支えられた負荷を平衡さ
せること、（ｂ）一つの処理室ユニツトを用いる場合よ
りも２倍の速さで環帯状領域が処理されるという理由で
、２個の処理室ユニツト１２−１２が使用された。２つ
の室ユニツト１２−１２で、２つの環帯状領域を同時に
処理するためには、上下に互い違いに配置すればよい。

尚、一つの処理室ユニツトだけを使用したい場合には、
第２の処理室ユニツトの代シに平衡おもｂを用いればよ
い。上記処理室ユニツトの構造の詳細を了解するために
、第３図及び第４図を参照されたい。

概括的に１２と指示された処理室ユニツトは、成るべく
は、ゴム、プラスチツク、木材等のような誘電体の薄板
より作る。しかし、内面を非導電性にするならば、導電
材料を用いてもよい。このような誘電体薄板は、適当な
形に切断しておくことができ若し特殊形状の処理室ユニ
ツトが望ましいならば、現場で急速にその形に組立てる
ことができる。処理室ユニツト１２は、垂直面或は略々
垂直の表面を処理するに適する形状を有し、箱状に構成
され、略々矩形の側壁３１−３１と、その間を結合する
背面壁３２とを含んでいる。底壁３３は、その両側で背
面壁及び側壁と接続され、そして縁部３４に於いては、
成るべく処理される表面の断面形と近似する直線的或は
曲線的前面縁となつている。側壁及び背面壁と接続され
た頂壁３５は、幅ｗに短縮され或は一部が取除かれて、
気泡２１或は過剰の電解液１６か処理室ユニツトから溢
流することによつて流出できるように開放空所を残すこ
とかできる。栓を施した吐出孔３１ａは、選択的に開放
・閉鎖され、或は還流ホース１７へ接続され、これによ
り、処理室ユニツト中の電解液の高さ及び電気的に処理
される環帯状領域３０の幅を決定することができる。電
極３６は、処理室ユニツト１２中に装架され、そして処
理される表面へ略々平行に並べられ、そして導体３７に
よ勺ＤＣ電源の適当な極或は端子へ接続される。電解研
磨の場合には、電極３６がカソードにされ、電鍍の場合
には、これがアノードとなる。電極３６は、むくの金属
薄板、多孔板、或はスクリーン状の構造の何れでもよい
。

第３図及び第４図では、電極３６は内実に作られ、そし
て背面壁３２と処理される表面との間の介装体として処
理室ユニツト内に装架されることによつて取ジれ口４０
を経由して流れる電解液１６に対するバツフル又は隔壁
を形成している。上記バツフル状の電極３６は、該電極
と処理される金属表面との間で、急速に上方へ電解液１
６を通流させて、電気的処理中槽壁１１と電極とに生ず
る気泡を排除する。そこで、電極３６は、処理室ユニツ
ト１２の背面壁に近接して、或はこの処理室ユニツト１
２内の任意の個所へ配置すればよい。電極３６の配置は
、頂壁３５をも不要ならしめる。この実施例では、処理
室ユニツト１２は、背面側に配置された取付装置４１に
於ける腕２６と接続されている。上記側壁３１−３１及
び底壁３３の、夫々前方の縁部４２−４２及び３４は、
処理室ユニツト１２の開放した正面の境界を規定してい
る。

上記前方の縁部は、処理室ユニツト１２が、槽壁面１１
上に配置されたとき電気的に処理される表面１１の一区
域たる表面部分１４に対面する。４３に概括的に示され
、第１２図にも一層詳しく示されている封止装置は、開
放した正面を規定する側面の周クに、略々連続した形で
処理室ユニツト１２に取り付けられ、上記処理室ユニツ
ト中に電解液を滞留させるため、電気的に処理される表
面１１と、前面の縁部４２−４２及び３４との間に、緩
やかな摺動封止接触部を咋る。

処理室ユニツト１２の表面部分１１は、暫定的に処理室
ユニツト１２の壁となることにより１ユニツト内に電解
液を保持する。任意の適当な封止材を使用して差支ない
か、有効な封止装置は、各々の前縁部の内側に固定され
た薄いゴムワイパ４５を含み、これか内側へ変形して、
槽の表面１１と加圧接触を維持するものであることか望
ましい。上掲封止装置４３は、各々の前縁部の外側に固
定され、概括的に４６と指示された強固なしかし湾曲可
能な２次的封止部をも含んでおジ、この２次的封止部は
スポンジゴム状の内側部分４７−と電気的処理中槽面と
接触する耐久力のある外層４８とを有する。上記封止装
置４３は、ボルト４９とナツト、その他の固定装置によ
つて処理室ユニツト１２に固定されている。第５図に示
されている実施形態に於いては、本発明は、形状か完全
には円筒状でない、軸の周囲に同軸的な槽の内面を処理
するのに適用される。

この場合、上側の側壁部７６は円筒形であるが、槽面の
底部７５は截頭円錐形にされている。概括的に７７で示
された室は、側面部７８と８０が前面の縁部と封止部７
８ａ，８０ａを有し、これらが、概ね表面７５，７６の
形伏に略々一致するように構成されている。電極８１は
同様に形成され、この電極８１が液体の取り入れ口８４
を経て流入する液体に対するバツフルとして役立つよう
に、上記電極の底縁８２を処理室ユニツトの底から充分
な距離で配置してある。第６図に示されている実施例に
於いては、円筒形の側壁８５の別々の部分と槽のドーム
状頂部８６の一部とを同時に電気的に処理するようにな
つている。

この実施例では、電極８７はスクリーン状或は多くの小
孔を有する金属で、電解液取り入れ口８８は、概括的に
９２で示された室の背後にではなく、底部９０に配置さ
れている。この場合、閉鎖された槽の頂部の内面の大半
は、（１）表面が完全には水平でなく、（２）処理され
る表面上の最高点と処理室ユニツトの頂部との間に、こ
の処理室ユニツトから気泡が逃げ出すに足る空所が維持
されている限ｂ、電気的処理を施すことができる。この
場合上記槽の頂部には、電解研磨も電鍍も施すことがで
きないことに留意されたい。多くの槽の例、特にその中
に攪拌装置を有する槽に於いては、実用上その内容物か
槽の頂部へ達する以前に、この槽は満杯として処置され
るものと考えられる。第７図の実施例では、概括的に９
３と指示された処．理室ユニツトは、槽の底面９４の一
部に電気的処理を施すのに使用される。この実施例では
、網目電極９５が示され、そして、２つの取り入れ口９
６，９７によつて電解液１６が処理室ユニツト９３へ導
入される。この実施例は、第３図及び第５図の実施例で
はその頂部の一部か開放されているのに対比し、頂部か
完全に開放されている。この場合正面孔１００は、前の
ように側方にではなく、処理室ユニツトの底に設けられ
ている。第７図に示されているような、固定された槽の
坦部は、米国特許第３，６８２，７９９号に開示されて
いる槽底に近似してお）、これは前述した軸６に柩ｂ付
けられた曲線的電極（図示されていない）を用いて電解
処理することもできる。第８図は、完全に開放された頂
部と、網目電極１０１と、底に設けられた正面孔１０２
を具えた、概括的に９８で示された処理室ユニツトを表
わしている。

この実施形態は、槽の一部であつてもなくても差支ない
か、平坦な水平面１０３を電気的に処理するのに用いら
れる。この実施形態は、尚薄板の個々の表面部分に順次
電気的処理を施す際にも使用できることに注目すべきで
ある。第２図に示されている円筒状の表面１１を均等な
表面部分１４に於いて電気的に処理する場合には何等特
別の問題は生じない。

しかし、第９図及び第１０図は、槽壁１１６上の、均等
性面とはいえない構造部分を電気的に処理するための装
置を図示する。ここで使用される処理室ユニ・ソト１１
０：は、異形の壁部分の境界に於ける間隙から電解液か
電解処理中に漏洩しないように、その異形部全体を被覆
しようとするものである。成形容易なプラスチツク薄板
を使用することによジ、作業現場で、特別の形の処理室
ユニツトを構成することか二可能である。第９図に示す
ように、処理室ユニツト１１０は管１８から電解液が供
与される以前に、槽１１６の側壁１１５に配置されたノ
ズル、或はマンホール１１１を覆い、正確に位置合せし
て配置される。網で作られた電極１１８は容易に実状３
に合わせて形成されて、マンホール面１１１と平行な電
極面を構成することかできる。尚、マンホール１１１の
外部には帽体を設け或は栓を施せば漏洩が防止される。
そこでマンホール１１１は、処理室ユニツト１１０を移
動させずに、上述のよ５うに電気的に処理される。第１
０図に於いては、表面１１５から槽の内部へ突出する鍔
１１３か、上述のマンホールと同一仕方で電気的に処理
される。

上記突出する鍔１１３の全周を取勺まいて処理室ユニツ
ト１１０が配置４され、従つて処理室ユーツトと槽１１
５の表面との間には、充分な封止か作られている。電解
液は、管１８を経て処理室ユニツトへ加えられる。カソ
ード１１９も矢張り、各部を鍔の側面と平行ならしめる
ように、現品に合わせて形成されており、これに給電さ
れて鍔表面に電気的処理か施される。鍔１１３或はマン
ホール１１１か処理された後、電解液が引抜かれ、処理
室ユニツト１１０が、異形部から移動され、槽壁の残）
の均等部分上に引続き順次電気的処理が施される。第１
１図では、大型円筒槽か概括的に１２０で示されている
。

この槽１２０は概ね円筒形で、床１２１によつて支えら
れてお大マ／ホール１２２及び頂部及び底部の頚部付孔
１２２ａを具えている点で、第１図に描かれたものと同
様である。しかし、槽１２０には、概括的に１２３で示
された底口攪拌装置が設けられている。この撹拌装置の
駆動機構１２４は、第１図の駆動機構６ａと同様のもの
でよい。槽５の中の攪拌装置７に対応する位置に攪拌装
置２５を置くために、底の頚部付開口１２２ａに取ジ付
けられた装架装置１１７を貫き、前者より遥かに短かい
軸１２６が、駆動機構に連結されている。又、第１図に
示された仕方で槽１２０内に処理室ユニツト１２６−１
２６を装架するため、軸同志を連結する適当なカラー１
３１により、軸１２６の上端へ軸延長部１３０が付加さ
れている。軸延長部１３０は、概括的に１３２で示され
たスパイダ支えにより１槽１２０の頂部に固定されたう
えで回転し得るように保持されておジ、上記スパイダ支
え１３２はボス１３３を貫いて軸か収容されて複数の腕
１３４が槽の壁に対して上記支持部を支えている。これ
と代換的に、軸１３０を通して、これを支えるため、頚
部付開口１２２ａの頂部へ孔をあけられた軸受板１３５
を取り付けてもよい。この実施例に於ける電解液還流管
１７は、槽１２０の底部の液を集める。なぜならば、底
の頚部付開口１２２ａは、板１１７で締め切られて居る
故、その下に設けた貯槽を使用することができないから
である。そこで、処理室ユニツト２６か軸延長部１３０
上に取ジ付けられて、第１図に関して述べた仕方で、電
気的に槽を処理することか可能となる。槽２０の中に軸
が永久に装架されないならば、軸延長部１３０をして、
槽の全長に亘つて引延ばし、槽の他端でスパイダその他
の支持装置によジその中の位置に保持することも可能で
ある。

図示の実施例には、一つ或は２つの取ジ入れ口か設けら
れているが、より多くの取シ入れ口を設けることも可能
であり，又電極の選択は、板或は網状に限られることな
く、多数の小孔を有する電極、これ等の型の複合体、或
はその他のものも使用可能なことに留意すべきである。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １（ａ）電気的に処理される大きな金属表面１１の表面
   部分１４、１４ａ；２８、２８ａに処理室ユニット１２
   内の電解液１６を接触せしめるための正面開口を具え、
   前記金属表面上の前記処理室ユニットにより前記金属表
   面の表面部分を順次覆うための前記処理室ユニットと、
   （ｂ）前記正面開口の縁部４２、３４に設けられた、前
   記処理室ユニット１２内の電解液の漏洩を低減するため
   の封止装置４３、４６と、（ｃ）非接地状態にある前記
   処理室ユニット１２内に装架され、電気的処理される前
   記金属表面の表面部分に略々平行に配置してなる電極装
   置３６と、（ｄ）前記電解液１６を流量調整しながら前
   記処理室ユニット１２に導入する装置１５、１８と、（
   ｅ）前記処理室ユニット１２内における電解処理中該電
   解液中に形成されるガス及び気泡２１を排除するため前
   記電解液を循環せしめる装置９、１７、１５と、によつ
   て構成されたことを特徴とする比較的少量の電解液を使
   用して大きな金属表面を電気的に処理するための電気的
   処理装置。