專利名稱：離子交換膜電解槽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種離子交換膜電解槽，具體來說涉及一種能將電極間的間隔保持在既定大小的離子交換膜電解槽。
背景技術：
在用于水溶液的電解的電解槽中，電解所需的電壓受各種原因影響。其中，陽極和陰極之間的間隔對電解槽電壓影響較大。鑒于此，將電極間的間隔減小來降低電解槽電壓進而降低電解所需的能量消耗量的作法已被采用。
另外，在用于食鹽水的電解的離子交換膜電解槽等中，是將陽極、離子交換膜和陰極三者配置成緊貼狀態(tài)來降低電解槽電壓，但在電極面積達數(shù)平方米的大型電解槽中，在利用剛性部件將陽極和陰極結合在電極室中的情況下，難以使兩電極緊貼離子交換膜而減小電極間隔并保持既定值。
鑒于此，提出了下述電解槽方案，即，陽極和陰極中的至少某一者使用撓性部件，從而能夠調整電極間的間隔。
提出了各種將撓性部件作為減小電極間的間隔的機構而使用的電解槽，并提出了一種將金屬細線織成的織物、無紡布、網(wǎng)等制成的撓性部件配置在多孔性電極基體上得到的電極。
這些電極中的撓性部件由金屬細線構成，所以在由于來自對極的反壓而受到過度推壓的情況下，會產(chǎn)生局部變形而導致電極間的間隔不均，或是細線刺穿離子交換膜等問題。
另外，在日本特許第3501453中，提出了一種利用多個平板狀彈簧件將電極室隔壁側和電極導電連接而形成的電解槽。
圖11A是對以往的具有平板彈簧狀體的電解槽進行說明的圖，是立體圖。另外，圖11B是對使用了圖11A的平板彈簧狀體的電解槽的電極室的水平方向剖面進行說明的圖。
在板狀的平板彈簧狀體保持部件11上，安裝有平板彈簧狀體12斜向起伏的多對梳形部件。圖中，示出了3對梳形部件。另外，形成各對梳形部件的相鄰的平板彈簧狀體12，彼此向相反方向延伸而插入彼此。
另外，平板彈簧狀體12具有電極接觸部15，該電極接觸部15的與電極接觸的末端部被彎折成與平板彈簧狀體保持部件11側大致平行，電極接觸部15與電極接觸而進行導電接觸。
如圖11B所示，在陰極室9中，在陰極側設置有與平板彈簧狀體保持部件11大致平行的電極接觸部15，在陰極8和平板彈簧狀體保持部件11之間的間隔變小了的情況下，陰極8和平板彈簧狀體12接觸。
但是，在組裝時陰極8受到較大的推壓，或在電解槽的運轉開始準備過程中壓力變得異常而使陽極室6和陰極室9的壓力顛倒，從而陽極室側的壓力變高、陰極8和陰極室隔壁7之間的間隔變小的情況下，若陰極和陰極室隔壁之間的間隔超過限度，則有時平板彈簧狀體12會發(fā)生塑性變形而失去復原力。特別是，用作陰極室用的部件的鎳板由于是復原力較小的金屬材料，所以存在下述問題，即，若失去復原力，則會失去利用了彈簧特性的極間距離調整功能，而不能保持既定的極間距離。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種使用撓性通電機構而將電極和集電體結合的電解槽，本發(fā)明的課題在于提供一種電解槽，利用該電解槽，即使是大面積的電極，也能平滑地保持電極面，利用撓性通電機構，使得電極不會向任一方向移動或者對離子交換膜面施加過度的壓力，而且，即使在由于電解槽內壓力的異常而使陽極室和陰極室的壓力顛倒的情況下，撓性通電機構也能復原。
本發(fā)明是一種離子交換膜電解槽，其中，至少一方的電極與平板彈簧狀體在電極接觸部接觸而被通電，所述平板彈簧狀體與設置在電極室內的平板彈簧狀體保持部件一體地形成且沿電極方向延伸，平板彈簧狀體在從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開距離的位置上具有彎曲部，所述彎曲部在電極接觸部被向平板彈簧狀體保持部件側推壓時彎曲。
前述離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體在末端部具有向平板彈簧狀體保持部件側彎曲的接觸部，平板彈簧狀體的接觸部和電極以平面或曲面接觸。
前述離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體具有寬度朝向末端部逐漸變窄、或者寬度朝向末端部逐漸變窄后在接觸部寬度增大的形狀。
前述離子交換膜電解槽中，在平板彈簧狀體向平板彈簧狀體保持部件投影的投影面上存在開口部，在相鄰的平板彈簧狀體之間的投影面上存在平板彈簧狀體保持部件。
前述離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體在結合部和彎曲部之間形成有凹部，所述凹部向與平板彈簧狀體所接觸的電極側相反的一側凹陷并與結合部平行。
前述離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體在與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開間隔的位置上，具有向與平板彈簧狀體所接觸的電極相反的一側下垂的部分，進而在末端側具有向所接觸的電極方向豎起的部分。
前述離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體保持部件與多極型電解槽的電極室隔壁接合而形成固定及導電連接。
前述離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體保持部件與框狀的單極式電解槽的電流分配機構接合而形成固定及導電連接，所述電流分配機構呈筒狀并在內部形成電解液的下降流路且起到電流分配的作用。
前述離子交換膜電解槽中，在平板彈簧狀體保持部件和電極室隔壁面或電流分配部件面之間，配置并接合有由板狀部件或具有指狀部的梳形部件構成的接合輔助部件，所述板狀部件或梳形部件在將平板彈簧狀體向與平板彈簧狀體所接觸的電極相反的一側投影的部分延伸。
本發(fā)明的離子交換膜電解槽中，作為與電極在電極接觸部處接觸而形成導電連接的平板彈簧狀體，設置有在從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開間隔的部分推壓電極面的情況下變形的彎曲部，所以在平板彈簧狀體被推壓的情況下，變形的應力不會集中在平板彈簧狀體的結合部上，從而能提供一種離子交換膜電解槽，即使在壓力異常時被較大地推壓而變形的情況下，平板彈簧狀體也不會產(chǎn)生塑性變形而失去作為彈簧的特性。


下面將參照附圖對本發(fā)明進行說明，其中相同附圖標記表示相同部件。
圖1A是對本發(fā)明的電解槽的一個實施例進行說明的圖，是對層疊了多個電解槽單元的離子交換膜電解槽的剖面進行說明的圖，圖1B是從電解槽單元的陰極側觀察的俯視圖，圖1C是圖1B的A-A′線剖視圖。
圖2A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的一個實施例進行說明的立體圖，圖2B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖2C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
圖3A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖，圖3B是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
圖4A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖，圖4B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖4C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
圖5A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖，圖5B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖5C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
圖6A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖，圖6B是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
圖7A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖，圖7B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖7C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
圖8A是對本發(fā)明的離子交換膜電解槽的其他實施例進行說明的、對電解槽的沿水平方向切斷的剖面的一部分進行說明的圖，是與圖1C對應的圖。另外，圖8B是對平板彈簧狀體保持部件和陰極室隔壁之間的接合部進行說明的分解立體圖。另外，圖8C及圖8D分別是對配置在接合部的輔助部件進行說明的圖。
圖9A是對在壓濾機型的單極式電解槽中設置有平板彈簧狀體的例子進行說明的、將單位電解槽的一部分切掉的圖，圖9B是圖9A的C-C′線剖視圖，是對在單極式電解槽中設置有平板彈簧狀體的例子進行說明的圖。
圖10A-圖10D是對平板彈簧狀體成形前的切斷加工后的狀態(tài)進行說明的俯視圖。
圖11A和圖11B是對以往的具有平板彈簧狀體的電解槽進行說明的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明著眼于下述一點作出，即，在將設置有平板彈簧狀體的板配置在電極室隔壁、集電體等上的電解槽中，平板彈簧狀體在從其與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開距離的位置上產(chǎn)生彎曲部，該彎曲部在平板彈簧狀體被推壓的情況下發(fā)生變形，所以，即使在平板彈簧狀體被推壓的情況下，也能使對平板彈簧狀體上與保持部件結合的結合部所施加的應力變小，作用于前述結合部的應力變小的結果是，即使電極室內的應力顛倒，也能防止平板彈簧狀體承受不能復原的變形。
下面參照附圖對本發(fā)明進行說明。
另外，在以下的說明中，對下述電解槽進行說明，即，將平板彈簧狀體保持部件接合到陰極室隔壁上，將陰極側設為可動的，而能調整與陽極之間的間隔，但是對于用于下述電解槽的情況也是同樣的，即，將平板彈簧狀體保持部件設置于陽極室隔壁，將陽極設為可動的而能調整與對極之間的間隔。
圖1A是對本發(fā)明的電解槽的一個實施例進行說明的圖，說明層疊有多個電解槽單元的離子交換膜電解槽的剖面，圖1B是從電解槽單元的陰極側觀察的俯視圖，圖1C是圖1B的A-A′線剖視圖。
如圖1A所示，離子交換膜電解槽1將既定個數(shù)的多極式電解槽單元2隔著離子交換膜3層疊、組裝起來。
在電解槽單元2中，與陽極室隔壁4隔開間隔地配置陽極5，而形成陽極室6。另外，與陰極室隔壁7隔開間隔地配置陰極8，而在陰極室隔壁7與離子交換膜3之間形成陰極室9。
另外，在陽極室6、陰極室9的上部，分別設置有陽極室側氣液分離機構40、陰極室側氣液分離機構41。
另外，在電解槽單元2的陽極室6上，安裝著陽極液體供給口31，在陽極室側氣液分離機構40上，安裝著將濃度降低了的陽極液體和氣體排出的陽極液體排出口32。
另外，在電解槽單元2的陰極室9上，安裝著陰極液體供給口33，在陰極室側氣液分離機構41上，安裝著將濃度降低了的陰極液體和氣體排出的陰極液體排出口34。
包含有在陽極產(chǎn)生的氣體的氣液混合流體在陽極室的上部氣液分離，電解液的一部分從陽極液體排出口32流出。而且，一部分在陽極室內下降，與從設置在電解槽中的陽極液體供給口31供給而向陽極室內噴出的陽極液體混合，在陽極處進行電解。
另外，在圖中，示出了將陽極液體供給口和陽極液體排出口分別配置在同一側的例子，但是也可以將供給口和排出口對置配置，還可以將陽極液體供給口和陰極液體供給口配置在同一側。
如圖1B和圖1C所示，在陰極室隔壁7上，在陰極室隔壁接合部20上安裝著平板彈簧狀體保持部件11，在平板彈簧狀體保持部件11上結合有平板彈簧狀體12。
平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12結合的結合部13，關于電解槽高度方向的直線線對稱地隔開間隔形成，結合在一對結合部13a、13b上的平板彈簧狀體12彼此向相反方向延伸，平板彈簧狀體12在與結合部13a、13b隔開間隔的位置上具有彎曲部14，在彎曲部14的末端部，具有與電極接觸而形成導電連接的電極接觸部15。
彎曲部14，是對平板彈簧狀體12的電極接觸部15施加朝向平板彈簧狀體保持部件面方向的力時、平板彈簧狀體彎曲的部分。在圖1所示的平板彈簧狀體中，形成在沒有對平板彈簧狀體作用力時從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部沿水平方向延伸的部分上，而形成電極接觸部的末端部分從豎起部16向垂直方向延伸。
彎曲部14形成在從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開間隔的部分上，所以即使在平板彈簧狀體12被向平板彈簧狀體保持部件11側反復推壓、或在運轉開始等時因偶然產(chǎn)生的異常的壓力而被推壓的情況下，也能避免應力集中于結合部13，所以可防止因應力向結合部13的集中而使結合部承受難以恢復的塑性變形。
另外，平板彈簧狀體12上，若在結合部13和彎曲部14之間，以與結合部13平行的方式形成電極面和凹部17，則能得到防止因應力向結合部13的集中而引起的塑性變形的效果較好的平板彈簧狀體。
另外，設置在平板彈簧狀體12的末端部的電極接觸部15彎曲成鈍角狀或曲面狀而與電極接觸，電極接觸部15與陰極8接觸而被通電。
平板彈簧狀體12關于電解槽高度方向的直線線對稱地隔開間隔而向彼此相向的方向延伸，設置在其末端部的電極接觸部15與陰極8接觸。因此，在與電極接觸部15接觸的陰極8上，幾乎不會作用使陰極8向與陰極面平行的方向移動的力，而是僅作用與陰極面垂直的方向的力。
另外，平板彈簧狀體12利用其反彈力而使陰極8向與陰極面垂直的方向變位，而不會使陰極8與陰極面平行地移動，所以不會產(chǎn)生損傷離子交換膜等問題，能調整到既定的位置。
安裝在陰極室隔壁上的平板彈簧狀體保持部件11可以是一個與陰極面同等大小的部件，也可以配置既定個數(shù)的多個部件。
在平板彈簧狀體保持部件11上，在制作平板彈簧狀體12時，將板材切斷并進行彎折加工時形成有開口部25，所以包含有沿著電極面上升了的氣泡的陰極液體在上部將氣體分離后，通過開口部25而在陰極室隔壁7側的空間中下降，與通過陰極液體供給口33供給來的陰極液體一起在電解槽內接受電解，并從陰極液體排出口34排出。
另一方面，在陽極室隔壁4上，在陽極室隔壁接合部30處，陽極室隔壁4和陰極5接合。兩者通過連續(xù)的焊接部、多個點狀的焊接部等接合而形成機械保持和導電連接。
另外，在本發(fā)明的離子交換膜電解槽中，陽極室隔壁和陰極室隔壁呈桁架等具有凹凸的形狀，所以可提高以鈦、鎳等的薄板制作的電極室的剛性。
圖2A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的一個實施例進行說明的立體圖。圖2B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖2C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
對于平板彈簧狀體12，是在留下板材的一部分而切斷后進行既定的彎折加工，留下結合部13而一體地制作平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12。平板彈簧狀體，從結合部13在與平板彈簧狀體保持部件相同的平面上延伸，并從豎起部16相對于平板彈簧狀體保持部件面垂直地向進行電連接的電極方向豎起，在其末端部具有電極接觸部15。
若對電極接觸部15施加力F，則平板彈簧狀體如圖2C中虛線所示那樣，與結合部13隔開距離的彎曲部14及豎起部16發(fā)生變形，其末端部向制作平板彈簧狀體12時所形成的開口部25側變形。結果，可避免如使平板彈簧狀體從結合部直接向斜向豎起的平板彈簧狀體那樣僅在結合部集中較大應力。
另外，如果在平板彈簧狀體12上，在結合部13和彎曲部14之間，與結合部13平行地形成凹部17，則可進一步減小向結合部13施加的應力。凹部可通過在平板彈簧狀體的制作工序中進行彎折加工而形成。
另外，平板彈簧狀體12可通過下述方式制作，即，沿著既定的切斷線從板材進行切斷、沖裁等，然后將豎起部彎折加工成直角，進而將末端部彎折加工成曲面狀。
圖3A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖。圖3B是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
平板彈簧狀體12是將板材的一部分切斷、留下平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12結合的結合部13而制作的，從下述位置起描繪出曲面而向與電極側相反的方向下垂，然后在豎起部16處描繪出曲面而豎起，在其末端部具有電極接觸部15，所述位置是從結合部13在與平板彈簧狀體保持部件相同的平面上延伸的位置。
若對電極接觸部15施加力F，則平板彈簧狀體如圖3B中虛線所示那樣，平板彈簧狀體12的與結合部13隔開距離的彎曲部14發(fā)生變形。結果，可避免如使平板彈簧狀體從結合部直接向斜向豎起的情況那樣僅在結合部集中較大應力。
另外，平板彈簧狀體12的寬度從結合部13到電極接觸部15逐漸變窄，電極接觸部15的寬度變大。因此，平板彈簧狀體12能順滑地動作，并且電極接觸部15上與電極接觸的面積變大，所以可防止因壓力向電極接觸部所接觸的電極集中而對電極或離子交換膜帶來不良影響。
另外，若在平板彈簧狀體12上，在結合部13和彎曲部14之間，與結合部13平行地形成凹部17，則可減小向結合部13施加的應力。
凹部可通過在平板彈簧狀體的制作工序中進行既定的彎折加工而形成。
圖4A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖。圖4B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖4C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
平板彈簧狀體12是將板材的一部分切斷、而將平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12結合的結合部13留下來制作的，從下述位置描繪出曲面而從平板彈簧狀體保持部件的表面向導電接觸的電極側豎起，在其末端部具有電極接觸部15，所述位置是從結合部13在與平板彈簧狀體保持部件相同的平面上延伸的位置。
若對電極接觸部15施加力F，則平板彈簧狀體如圖4C中虛線所示那樣，平板彈簧狀體12上與結合部13隔開距離的彎曲部14發(fā)生變形。結果，可避免如使平板彈簧狀體從結合部直接向斜向豎起的情況那樣，僅在結合部上集中較大的應力。
另外，在平板彈簧狀體12上，在結合部13和彎曲部14之間，與結合部13平行地形成凹部17，在該情況下，可減小向結合部13施加的應力。
凹部可通過在平板彈簧狀體的制作工序中進行既定的彎折加工而形成。
圖5A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖。
圖5B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖5C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
平板彈簧狀體12，是將板材的一部分留下而進行切斷、來將結合部13留下而一體地制作平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12，從結合部13在與平板彈簧狀體保持部件相同的平面上延伸的平板彈簧狀體，從下垂部18向電極室隔壁側彎折成直角后，從豎起部16向進行電連接的電極方向朝斜上方延伸，在其末端部具有電極接觸部15。
下垂部18和豎起部16之間的距離可根據(jù)部件的特性等來設定。
若對電極接觸部15施加力F，則平板彈簧狀體如圖5C中虛線所示那樣，與結合部13隔開距離的彎曲部14及豎起部16發(fā)生變形。結果，可避免如使平板彈簧狀體從結合部直接向斜向豎起的平板彈簧狀體那樣，僅在結合部上集中較大的應力。
另外，在平板彈簧狀體12上，在結合部13和彎曲部14之間，與結合部13平行地形成凹部17，在該情況下，可減小向結合部13施加的應力。
凹部可通過在平板彈簧狀體的制作工序中進行既定的彎折加工而形成。
圖6A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖。
圖6B是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
平板彈簧狀體12，是將板材的一部分留下而進行切斷、來將結合部13留下而一體地制作平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12，從結合部13在與平板彈簧狀體保持部件相同的平面上延伸的平板彈簧狀體，從下垂部18向電極室隔壁側傾斜地彎折后，從豎起部16向進行電連接的電極方向朝斜上方延伸，在其末端部具有電極接觸部15。
下垂部18和豎起部16之間的距離可根據(jù)部件的特性等來設定。
若對電極接觸部15施加力F，則平板彈簧狀體如圖6B中虛線所示那樣，與結合部13隔開距離的彎曲部14及豎起部16發(fā)生變形。結果，可避免如使平板彈簧狀體從結合部直接向斜向豎起的平板彈簧狀體那樣，僅在結合部上集中較大的應力。
另外，平板彈簧狀體從下垂部18向斜下方延伸，所以即使在陰極室隔壁7和平板彈簧狀體保持部件11之間的空間較小的電解槽的情況下，在平板彈簧狀體12被推壓時，也不會與陰極室隔壁7沖撞，而是能順滑地動作。
另外，在平板彈簧狀體12上，在結合部13和彎曲部14之間，與結合部13平行地形成凹部17，在該情況下，能減小向結合部13施加的應力。
凹部可通過在平板彈簧狀體的制作工序中進行既定的彎折加工而形成。
圖7A是對本發(fā)明的平板彈簧狀體的其他實施例進行說明的立體圖。
圖7B是放大表示平板彈簧狀體的圖，圖7C是對平板彈簧狀體的動作進行說明的側視圖。
平板彈簧狀體12，是將板材的一部分留下而進行切斷、來將結合部13留下而一體地制作平板彈簧狀體保持部件11和平板彈簧狀體12，從結合部13在與平板彈簧狀體保持部件相同的平面上延伸的平板彈簧狀體，從下垂部18向電極室隔壁側彎折成直角后，從水平方向彎曲部19向水平方向延伸，進而從豎起部16向與進行電連接的電極方向垂直的方向延伸，在其末端部具有電極接觸部15。
雖然結合部13和下垂部18之間的距離、下垂部18和水平方向彎曲部19之間的距離、從水平方向彎曲部19到豎起部16的距離，可根據(jù)部件的特性等來設定，但是為了能使平板彈簧狀體順滑地動作，優(yōu)選使下垂部18到水平方向彎曲部19的距離比其他部分的距離短。
若對電極接觸部15施加力F，則平板彈簧狀體如圖7C中虛線所示那樣，與結合部13隔開距離的彎曲部14、下垂部18、水平方向彎曲部19、豎起部16等發(fā)生變形。結果，可避免如使平板彈簧狀體從結合部直接向斜向豎起的平板彈簧狀體那樣僅在結合部上集中較大的應力。
另外，在平板彈簧狀體12上，在結合部13和彎曲部14之間，與結合部13平行地形成凹部17，在該情況下，能減小向結合部13施加的應力。
凹部可通過在平板彈簧狀體的制作工序中進行既定的彎折加工而形成。
圖8A是對本發(fā)明的離子交換膜電解槽的其他實施例進行說明的圖，對離子交換膜電解槽的沿電解槽的水平方向切斷的剖面的一部分進行說明，是與圖1C對應的圖。另外，圖8B是對平板彈簧狀體保持部件和陰極室隔壁之間的接合部進行說明的分解立體圖。另外，圖8C及圖8D是對分別配置在接合部的輔助部件進行說明的圖。
在圖1所示的離子交換膜電解槽中，平板彈簧狀體保持部件11直接接合在設置于陰極室隔壁7上的接合部20上，與之相對，在圖8A所示的離子交換膜電解槽中，如圖8B所示，在陰極室隔壁7的頂部所形成的陰極室隔壁接合部20上配置輔助部件21，而將陰極室隔壁7、輔助部件21及平板彈簧狀體保持部件11一體接合。
在壓縮平板彈簧狀體的高度、或推入深度相同的情況下，若平板彈簧狀體的厚度薄，則難以產(chǎn)生塑性變形，通過這樣配置輔助部件，能防止反力變小、陰極和平板彈簧狀體末端的電極接觸部之間的接觸面壓變小從而電阻變大的情況。
圖8B所示的輔助部件21是梳形的部件，具有從中央部向兩側延伸的指狀部22，指狀部22的長度優(yōu)選與將平板彈簧狀體向平板彈簧狀體側投影的情況下的長度大致相同。
在對平板彈簧狀體12末端的電極接觸部15施加壓力的情況下，平板彈簧狀體12由從輔助部件21的中央部向兩側延伸的指狀部22從背面保持，所以與不設置輔助部件的情況相比，施加于電極接觸部的壓力引起的平板彈簧狀體的反力變大。因此，即使作為平板彈簧狀體使用難以塑性變形的厚度較小的部件，也可使反力變大而減小末端的電極接觸部的接觸電阻。
此外，作為輔助部件21，也可在圖8C所示的板狀體、或圖8D所示的板狀體上，在兩側設置切斷線23而形成在被推壓時變形的變形部24。
在以上的說明中，作為離子交換膜電解槽，以多極式壓濾機型的離子交換膜電解槽為例進行了說明，但是可用于單極式壓濾機型的離子交換膜電解槽。
圖9A是對在單極式電解槽中設置有平板彈簧狀體的例子進行說明的圖，將壓濾機型單極式電解槽的單位電解槽的一部分切掉，對在陰極室側安裝有本發(fā)明的平板彈簧狀體的例子進行說明。
另外，圖9B是圖9A的C-C′線剖視圖。
在單極式單位電解槽51的電解槽框體52中，安裝有導電體53，在導電體53上配置有電流通電機構54，該電流通電機構54在內部形成電解液的下降流路，并且起到電流分配的作用。
在電流通電機構54的兩面上，接合有平板彈簧狀體保持部件11，在平板彈簧狀體保持部件11的結合部13處，接合平板彈簧狀體12，在平板彈簧狀體12的末端部形成的電極接觸部15與陰極8接觸而形成導電連接，并且能夠調整與電極面垂直的方向上的電極間隔。
在平板彈簧狀體保持部件11上，在制作平板彈簧狀體12時，將板材切斷并進行彎折加工時形成開口部25，所以包含沿著電極面上升來的氣泡的陰極液體通過開口部25，向平板彈簧狀體保持部件的背面流動而上升，在電極室的上部分離了氣體后，沿電流通電機構54內的筒狀部下降，與通過陰極液體供給口55供給來的陰極液體一起在電解槽內接受電解，并從陰極液體排出口56排出。
圖10A-圖10D是對平板彈簧狀體的形狀進行說明的圖，是俯視圖。另外，是對平板彈簧狀體的成形前的切斷加工后的狀態(tài)進行說明的圖，表示相鄰的兩個平板彈簧狀體。
圖10A是在平板彈簧狀體保持部件上留下結合部13而以既定的切斷線12A切斷后的圖，表示形成的平板彈簧狀體形成部件12B是從結合部13以相等寬度延伸的部件的情況。
平板彈簧狀體12，通過使殘存部件12C存在于平板彈簧狀體之間的間隙中，在因過度的反壓而將電極向平板彈簧狀體保持部件側推壓的情況下，電極與平板彈簧狀體保持部件接觸而得到保持，結果，可防止平板彈簧狀體發(fā)生進一步的變形。由此，即使產(chǎn)生過度的反壓，也可防止電極、離子交換膜、平板彈簧狀體的損傷。另外，存在于平板彈簧狀體之間的間隙中的部件的寬度，可根據(jù)基材金屬的厚度和其剛性等適當設定。
圖10B中，沿切斷線12A切除后留下的平板彈簧狀體形成部件12B，是寬度從結合部13朝向末端部逐漸減小的錐狀部件，在將該部件從既定的部分彎折而制作平板彈簧狀體的情況下，由于末端部較小，所以能減小對結合部13施加的應力。
圖10C中，沿切斷線12A切除后留下的平板彈簧狀體形成部件12B，是寬度從結合部13朝向末端部寬度逐漸減小的錐狀部件，設置于末端部的電極接觸部形成部件15A的寬度變大。
圖10D表示對圖10C所示的平板彈簧狀體形成部件12B實施了既定的彎折加工后的情況，在末端部形成有面積較大的電極接觸部15，可使由電極接觸部引起的接觸壓力降低，同時可減小與電極之間的接觸電阻。
在以上的說明中，對平板彈簧狀體及平板彈簧狀體保持部件設置于陰極側的情況進行了描述，但是并不限于陰極側，也可設置于陽極側。
在設置于陰極側的情況下，平板彈簧狀體保持部件可使用在陰極室內部的環(huán)境中顯示良好的耐腐蝕性的鎳、鎳合金、不銹鋼等，陰極可以采用鎳、鎳合金的多孔體、網(wǎng)狀體、多孔金屬網(wǎng)，或者將它們作為基體，在表面上形成含鉑族金屬的層、含雷尼鎳的層、含活性炭的鎳層等電極催化劑物質的包覆層，以降低氫超電勢。
此外，在設置于陽極側的情況下，可以采用鈦、鉭、鋯等薄膜形成性金屬或者它們的合金。作為陽極可以采用下述陽極，其在鈦、鉭、鋯等薄膜形成性金屬或者它們的合金的表面上，形成有含鉑族金屬、鉑族金屬氧化物的電極催化劑物質的包覆層。
另外，平板彈簧狀體的大小，可根據(jù)電解槽的電極面積等確定，可舉出厚度為0.1mm～0.3mm、寬度為2mm～10mm、長度為15mm～50mm的例子。
本發(fā)明的離子交換膜電解槽中，作為與電極在電極接觸部處接觸而形成導電連接的平板彈簧狀體，設置有在從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開間隔的部分推壓電極面的情況下變形的彎曲部，所以在平板彈簧狀體被推壓的情況下，變形的應力不會集中在平板彈簧狀體的結合部上，從而能提供一種離子交換膜電解槽，即使在電解槽的運轉開始時等壓力異常時被較大地推壓而變形的情況下，平板彈簧狀體也不會產(chǎn)生塑性變形而失去作為彈簧的特性。
權利要求
1.一種離子交換膜電解槽，其特征在于，至少一方的電極與平板彈簧狀體在電極接觸部接觸而被通電，所述平板彈簧狀體與設置在電極室內的平板彈簧狀體保持部件一體地形成且沿電極方向延伸，平板彈簧狀體在從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開距離的位置上具有彎曲部，所述彎曲部在電極接觸部被向平板彈簧狀體保持部件側推壓時彎曲。
2.如權利要求1所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，平板彈簧狀體在末端部具有向平板彈簧狀體保持部件側彎曲的接觸部，平板彈簧狀體的接觸部和電極以平面或曲面接觸。
3.如權利要求2所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，平板彈簧狀體具有寬度朝向末端部逐漸變窄、或者寬度朝向末端部逐漸變窄后在接觸部寬度增大的形狀。
4.如權利要求1所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，在平板彈簧狀體向平板彈簧狀體保持部件投影的投影面上存在開口部，在相鄰的平板彈簧狀體之間的投影面上存在平板彈簧狀體保持部件。
5.如權利要求1所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，平板彈簧狀體在結合部和彎曲部之間形成有凹部，所述凹部向與平板彈簧狀體所接觸的電極側相反的一側凹陷并與結合部平行。
6.如權利要求1所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，平板彈簧狀體在與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開間隔的位置上，具有向與平板彈簧狀體所接觸的電極相反的一側下垂的部分，進而在末端側具有向所接觸的電極方向豎起的部分。
7.如權利要求1所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，平板彈簧狀體保持部件與多極型電解槽的電極室隔壁接合而形成固定及導電連接。
8.如權利要求1所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，平板彈簧狀體保持部件與框狀的單極式電解槽的電流分配機構接合而形成固定及導電連接，所述電流分配機構呈筒狀并在內部形成電解液的下降流路且起到電流分配的作用。
9.如權利要求7所述的離子交換膜電解槽，其特征在于，在平板彈簧狀體保持部件和電極室隔壁面或電流分配部件面之間，配置并接合有由板狀部件或具有指狀部的梳形部件構成的接合輔助部件，所述板狀部件或梳形部件在將平板彈簧狀體向與平板彈簧狀體所接觸的電極相反的一側投影的部分延伸。
全文摘要
一種離子交換膜電解槽，至少一方的電極與平板彈簧狀體在電極接觸部接觸而被通電，所述平板彈簧狀體與設置在電極室內的平板彈簧狀體保持部件一體地形成且沿電極方向延伸，平板彈簧狀體在從與平板彈簧狀體保持部件結合的結合部隔開距離的位置上具有彎曲部，所述彎曲部在電極接觸部被向平板彈簧狀體保持部件側推壓時彎曲。
文檔編號C25B9/06GK101086067SQ20071010886
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權日2006年6月5日
發(fā)明者淺海清人 申請人:氯工程公司