JPH062958B2

JPH062958B2 - 縦型電解槽

Info

Publication number: JPH062958B2
Application number: JP59128194A
Authority: JP
Inventors: 健二植田; 康柴崎; 智之角野; 桂一郎石黒
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-06-21
Filing date: 1984-06-21
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS616288A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電極端末の電流集中を避けた２極電極方式の縦
型電解槽に関する。

海水を電気分解する電解槽として、従来第１図に示す如
き縦型構造の２極電極方式と称せられるものがある。第
１図において、（ａ）は縦型電解槽の縦断面構造を示す
もので、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図、（ｃ）はそのＢ−
Ｂ断面図であって、（ｄ）は（ａ）のＣ部分の拡大図で
ある。しかして、この縦型電解槽は、電解槽本体１の内
部に複数の２極電極２を仕切り板３を介して相互に平行
に対向して、且つ多段に設け、上記複数の２極電極２の
下部端子板４の上部端子板５とにそれぞれ接続されるブ
スバー６，７を介して供給される電流を、前記複数の２
極電極２を介して流して前記電解槽本体１の内部に通流
される海水を電気分解する如く構成されている。尚、上
記海水は、電解槽本体１の下部に設けられた入口ノズル
８から電解槽本体１内部に流入され、前記２極電極２間
を通流した後、電解槽本体１の上部に設けられた出口ノ
ズル９から排出されるようになっている。

ところが、このような構成の縦型電解槽にあっては、前
記仕切り板３間の一対の２極電極２に着目してみると、
（＋）極として使用する電極２と（−）極として使用す
る電極２の実効長（有効長）が等しくなっている。この
為、（−）極として作用する電極２の端部への電流の集
中現象が生じ、その電流集中部分に前記海水の分解によ
って生じる水酸化マグネシウム等の副生物が付着（析
出）し易い等の問題が生じた。しかも、このような付着
物（析出物）によって、前記２極電極２間の海水流路が
閉塞されたり、また陽極材の損耗を招来する等の弊害が
発生した。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、電極の局部的な電流集中を防止
して、従来の弊害を解消した実用性の高い構造の縦型電
解槽を提供することにある。

本発明に係る縦型電解槽は、入口ノズル及び出口ノズル
を有する外部筒対と、この外部筒体の内部に設けられた
絶縁筒体からなる電極支持箱と、この電極支持箱の中に
配設支持された複数個の２極電極とを備えている。そし
て前記各２極電極は陰極部の長さが陽極部の長さに比べ
て長く設定された板状電極であり、各２電極を水平方向
に配列してなる第１および第２の電極群が、相対的に上
下方向に１／２ピッチ分ずれた状態でかつ各群の２極電
極どうしが交互に一定間隔で隣接状態となるように配置
され、隣接する一方の２極電極における陽極部が、隣接
する他方の２極電極における陰極部の中央部位に対して
対向する如く位置設定されていることを特徴とするもの
である。

以下、図面を参考にして本発明の一実施例につき説明す
る。

第２図は実施例に係る縦型電解槽の概略構成を示す縦断
面図であり、第３図はそのＤ−Ｄ断面構造を示す図であ
る。

電解槽11は、円筒形の外筒11aと、その上下面をそれぞ
れ閉塞してなる上部蓋11bおよび下部蓋11cとにより構成
され、所定の耐圧強度を有する外部筒体を形成してい
る。上記外筒11aの下部位置には、海水を流入する為の
入口ノズル12が設けられ、またその上部位置には上記海
水を排出する為の出口ノズル13が設けられている。これ
らのノズル12，13を介して上記電解層11内に電気分解に
併せられる海水が通流されるようになっている。

しかして、電解槽11内にはプラスチック等の電気絶縁物
で構成された四角筒構造の電極支持箱14が設けられてい
る。この電極支持箱14は、例えば第３図を示すように第
１および第２の支持枠14a，14bを四角形状に枠組して構
成される。この電極支持箱14の内部に複数の２極電極15
が所定の間隙Ｔを隔てて平行に、且つ多段に配設固定さ
れる。具体的には、上記複数の２極電極15は厚みＴのス
ペーサ16を介して平行に重ね合せられ、且つ絶縁ボルト
17にて串刺し状に支持されて前記支持枠14b間に固定さ
れる。

このようにして電極支持箱14内に設けられる２極電極15
は、例えば第４図に示すように１枚の電極板を２分し、
その一方を陰極部15a、他方を陽極部15bとした構造を有
する。この２極電極15は、例えばチタン材からなる電極
板の２分された一方の領域に白金をメッキし、或いは白
金族金属またはその酸化物をコーティングして陽極部15
bとし、他方の領域を陰極部15aとしたものである。そし
て、上記陰極部15aの長さＬａをその陽極部15bの長さＬ
ｂに比較して長く設定した構成となっている。

このような構造の複数の２極電極15が、第５図に示すよ
うに隣接する電極15間で陰極部15aと陽極部15bとをそれ
ぞれ対向させて前記電極支持箱14内に配設される。

しかして、上記最上段の電極は、電極端子板18に電気的
に接続され、この電極端子板18を介して外部の電流リー
ド（ブスバー）に接続されるようになっている。また同
様に最下段の電極は、電極端子板19に電気的に接続さ
れ、この電気端子板19を介して外部の電流リード（ブス
バー）に接続されるようになっている。そして、これら
の電極端子板18，19を介して供給される電流ｉは、前記
電解槽11内を最上段の電極から順次直列に最下段の電極
へと第５図に示すように流れるようになっている。

かくしてこのような構造の縦型電解槽によれば、前記２
極電極15間で流れる電流によって、上記電極15間に通流
される海水が電気分解される。この海水の電気分解によ
って前記陽極部15b側にＣｌ_２イオンが発生し、陰極部1
5a側にはＨ_２とＯＨ⁻イオンが発生する、またこのと
き、上記電気分解作用によって前記海水中のＭｇイオン
およびCaイオンが、水酸化マグネシウムや炭酸カルシウ
ム等として前記陰極部15aの電極面に析出する。このよ
うな析出物は、前述したような不具合を招来し、電解槽
にとって好ましくないものである。またこのような析出
物は、電流が集中し易い陰極端部に析出し易い。

この点、本構造の２極電極15によれば、前述したように
陰極部15aの長さが、その陽極部15bの長さに比較して長
く設定されているので、上述した電流集中が起り難くな
っている。この結果、電流集中が少ない分だけ、上述し
た水酸化マグネシウムや炭酸カルシウム等の析出量を少
なく抑えることが可能となる。特に第５図に示すよう
に、隣接する一方の２極電極15における陰極部15aの中
央部位に対し、隣接する他方の２極電極15における陽極
部15bが対向するように配置し、陰極部15aの端部が陽極
部15bの端部よりも長さＬｘだけ外側に位置するように
すれば、前述した電流集中をより効果的に防ぐことが可
能となり、析出物の発生量を抑制することができる。な
お上記寸法Ｌｘは電極間の寸法Ｔよりも長くすることが
好ましい。

また、電解槽11に設けられる全ての２極電極15を上述し
たような構成とすることが好ましいが、海水の流れる方
向の上流側と下流側のみ、或いは上流側のみを上述した
電極構成としても実用上十分な効果が得られる。

次に示すデータは、実施例に係る縦型電解槽を３ヶ月に
亙って使用したときの諸特性を示している。

海水温度（23〜25℃）電流効率（88〜94％）電解電流（30Ａ）電解電圧（11〜12Ｖ）電極間寸法（３mm）電解槽段数（３段）電極寸法（100×255mm）電極の陽極寸法（100×100mm）塩素発生量（104ｇ／ｈ）電解海水量（０．６ｍ ^３／ｈ）槽出口塩素濃度（173 ppm）このデータにより示されるように、本構造の縦型電解槽
によれば、３ヶ月に亙る使用後であっても、その電気分
解能力の低下を招くことが殆んどない。ちなみに、第１
図に示す如き従来構造の電解槽にあっては、約２週間の
使用によって電極間が析出物により閉塞されてしまうと
云う不具合がある。従って、上述したような電極構造と
して電流の集中を防ぐようにした本構造の電解槽によれ
ば、長期間に亙って電解槽の処理能力を維持することが
可能となり、実用上多大なる効果が奏せられる。

また、本構造の電解槽は、円筒状の外筒11aと上部蓋11b
および下部蓋11cとからなる外部筒体の中に電極支持箱
１４を設けた構成となっている。このため上記外部筒体
を、その耐圧強度のみを考慮して設計製作すれば良くな
るので、中に流入される無水に対する内圧に十分耐え得
るように円筒形とすることが可能となり、その板厚を薄
くして重量の軽減を図ることが可能となる。またこのよ
うな外筒内に前記電極支持箱１４が設けられるので、電
極支持箱１４としては前記海水の圧力に対して配慮する
必要がなくなる。従って強度的には弱いが、電気的絶縁
性に優れたＰＶＣ等を適宜用いて上記電極支持箱１４を
構成するとができる。またこのように電極支持箱１４に
は、海水の圧力に対する強度が要求されないので、平板
状の電極を支持するに好適な四角筒構造とすることがで
きる等の効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば電極の数やその構成段数等は電解槽に要求さ
れる仕様に応じて定めれば良いものである。またその大
きさ等も仕様に応じて設定すれば良い。更に、第２図で
は最上段に設けられる電極としてほぼ陽極部１５ｂのみ
からなる電極を用い、最下段に設けられる電極として、
ほぼ陰極部１５ａのみからなる電極を用いた場合を示し
たが、次のような態様を含んだ電極構造としても良い。

即ち最上段に設けられる電極に関しては、陰極部１５ａ
が不要であることから、１枚のチタン材からなる電極板
の全面に白金をメッキ、または白金族金属又はその酸化
物をコーティングした陽極部１５ｂのみからなる電極構
造とし、また最下段に設けられる電極に関しては、陽極
部１５ｂが不要であることから、１枚のチタン材からな
る電極板で形成された陰極部１５ａのみからなる電極構
造とする。

また電解槽１１の内部空間に余裕があれば、機能的には
無用ではあるが、最上段および最下段に設けられる電極
として、第４図に示すように１枚の電極板に陽極部１５
ｂと陰極部１５ａとを設けた２極電極１５をそのまま用
い、最上段の電極についてはその陽極部１５ｂに連なる
陰極部１５ａを端子板１８に接続し、最下段の電極につ
いてはその陰極部１５ａに連なる陽極部１５ｂを端子板
１９にそれぞれ接続するものとする。要するに本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

本発明によれば次のような作用効果が期待できる。

（ａ）各２極電極の陰極部の長さが、陽極部の長さに比
べて長く設定されており、かつ隣接する一方の２極電極
における陽極部が、隣接する他方の２極電極における陰
極部の中央部位に対して対向する如く位置設定されてい
るので、陰極部の端部は陽極部の端部の外側に位置する
ことになる。このような位置関係を設定されることによ
り、陰極部端部への電流集中が生じにくくなり、水酸化
マグネシウムや炭酸カルシウム等の析出物が、陰極部端
部に発生するのを抑制することができる。

（ｂ）外部筒体の内部に絶縁筒体からなる電極支持箱を
設け、この電極支持箱の中に複数個の２極電極を、所定
の態様で互いに側面どうしが相対向する如く配設支持す
るように構成したので、流入する海水に対する耐圧強度
を専ら外部筒体に持たせることができる。このため電極
支持箱自体の機械的強度はそれほぼ考慮しなくても良
く、主として電気的絶縁性に優れた部材を選定して形成
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の縦型電解槽の概略構成を示す図、第２図
は本発明の一実施例に係る縦型電解槽の概略構成を示す
縦断面図、第３図は第２図に示す実施例構造のＤ−Ｄ断
面の構成を示す図、第４図は実施例における２極電極の
構成を示す図、第５図は電極の配置構成と電極間の電流
の流れを示す図である。 11…電解槽、11a…外筒、11b…上部蓋、11c…下部蓋、1
2…入口ノズル、13出口ノズル、14…電極支持箱、14a，
14b…支持枠、15…２極電極、15a…陰極部、15b…陽極
部、16…スペーサ、17…絶縁ボルト、18，19…電極端子
板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石黒桂一郎神奈川県横浜市中区錦町12番地三菱重工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献特開昭50−79484（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入口ノズルおよび出口ノズルを有する外部
筒体と、この外部筒体の内部に設けられた絶縁筒体から
なる電極支持箱と、この電極支持箱の中に配設支持され
た複数個の２極電極と、を具備し、前記各２極電極は、陰極部の長さが陽極部の長さに比べ
て長く設定された板状電極であり、各２極電極を水平方
向に配列してなる第１および第２の電極群が、相対的に
上下方向に１／２ピッチ分ずれた状態でかつ各群の２極
電極どうしが交互に一定間隔で隣接状態となるように配
置され、隣接する一方の２極電極における陽極部が、隣
接する他方の２極電極における陰極部の中央部位に対し
て対向する如く位置設定されていることを特徴とする縦
型電解槽。