包括弹性构件的电解槽制造技术

为了提供与传统电解槽相比对膜几乎不造成损坏并且能够降低电解电压的电解槽。一种电解槽包括在阳极室3和阴极室5中的至少一个内附接到电解分隔壁6的弹性构件10。弹性构件10具有弹簧保持部30，其包括：接合到电解分隔壁6的接合部20；从接合部20沿电解分隔壁6的相对方向延伸、并且被布置成彼此平行的一对第一支承部31；将一对第一支承部31的端部彼此连接的第二支承部32；以及沿与一对第一支承部31的平行布置方向平行的方向延伸的两个弹簧排40。每个弹簧排40通过将多个第一扁平弹簧状体41和多个第二扁平弹簧状体42相组合来构成，多个第一扁平弹簧状体41始于作为起点的第一支承部31并且朝着电解质分隔壁6的相对方向延伸，多个第二扁平弹簧状体42始于作为起点的第二支承部32并且朝着电解分隔壁6的相对方向延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括弹性构件的电解槽
本专利技术涉及电解槽，特别是包括弹性构件的电解槽，该电解槽与传统电解槽相比对诸如离子交换膜或隔膜的膜几乎不造成损坏并且能够降低电解电压。
技术介绍
在用于电解水溶液的电解槽中，电解所需的电压受各种因素的影响。在这些因素中，阳极和阴极之间的间隔极大地影响电解电池电压。因此，通过减小电极之间的间隔来降低电解电池电压以减少电解所需的能量消耗量。在用于电解盐溶液的离子交换膜电解槽等中，阳极、离子交换膜和阴极以紧密配合的状态布置，以降低电解槽电压。然而，在电极表面积可以达到几平方米的大型电解槽中，在阳极和阴极通过刚性构件接合到电极室的情况下，难以在不对离子交换膜施加过大的压力的情况下将电极紧密地配合到离子交换膜并减小电极间隔以使其保持在规定值处。为了克服这些问题，已经提出了下述电解槽，在该电解槽中将柔性电极用于阳极和阴极中的至少一个，使得电极之间的间隔是可调节的。专利文献1提出在至少一个电极室中设置弹性构件和柔性电极。专利文献1中公开的弹性构件具有包括设置在电解分隔壁上的支承构件和从支承构件以倾斜方式延伸的多对梳状扁平弹簧状体的结构，并且每对梳状扁平弹簧状体被插入使相邻的扁平弹簧状体彼此相对。通过安装上述弹性体，即使在使用具有大的表面积的电极时电极表面也可以保持光滑，并且可以减少由于电极的位置偏差和施加在离子交换膜表面上的过大压力而对离子交换膜的损坏。引文列表专利文献专利文献1：JP2004-2993A
技术实现思路
技术问题然而，即使在专利文献1中提出的离子交换膜电解槽中，也难以完全避免对离子交换膜的损坏。此外，由于电极的形状，存在当电极与专利文献1的弹性构件组合时电压升高的情况。另外，期望进一步降低电解电压以降低操作成本。本专利技术的目的是提供与传统电解槽相比对诸如离子交换膜或隔膜的膜几乎不造成损坏并且能够降低电解电压的电解槽。问题的解决方案作为为解决上述问题的深入研究的结果，专利技术人发现，可以通过以规定的结构来配置设置在电解槽的电解分隔壁上的弹性构件来解决上述问题，从而专利技术人完成了本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提供了一种电解槽，该电解槽包括：容纳阳极的阳极室；容纳阴极的阴极室；将阳极室和阴极室分隔的电解分隔壁；以及在阳极室和阴极室中的至少一个内附接到电解分隔壁的弹性构件，其中，弹性构件具有弹簧保持部，其包括：接合到电解分隔壁的接合部；从接合部沿电解分隔壁的相对方向延伸、并且被布置成彼此平行的一对第一支承部；将一对第一支承部的端部彼此连接的第二支承部；以及沿与一对第一支承部的平行布置方向平行的方向延伸的两个弹簧排，并且每个弹簧排通过将多个第一扁平弹簧状体和多个第二扁平弹簧状体相组合来构成，多个第一扁平弹簧状体始于作为起点的第一支承部并且朝着电解分隔壁的相对方向延伸，多个第二扁平弹簧状体始于作为起点的第二支承部并且朝着电解分隔壁的相对方向延伸。根据上述方面，每个第一扁平弹簧状体优选地在与从接合部到第一支承部和第二支承部的连接部的距离相同的距离的位置处朝着一对第一支承部中的另一个第一支承部弯曲。此外，每个第一扁平弹簧状体优选地与第一支承部沿电解分隔壁的相对方向延伸的方向平行地延伸到与从接合部分到第一支承部和第二支承部的连接部的距离相同的距离的位置，然后优选地在与从接合部到连接部的距离相同的距离的位置处朝着一对第一支承部中的另一个第一支承部弯曲。根据上述方面，每个弹簧排优选地包括弹簧单元，在弹簧单元中，多个第一扁平弹簧状体和多个第二扁平弹簧状体被交替地布置。根据上述方面，第一扁平弹簧状体的远端和第二扁平弹簧状体的远端优选地在纵向方向截面图中形成朝着电解分隔壁的相对方向凸起的弯曲形状。根据上述方面，第一扁平弹簧状体的远端和第二扁平弹簧状体的远端优选地在与纵向方向正交的平面的截面图中形成朝着电解分隔壁的相对方向凸起的弯曲形状。本专利技术的有益效果通过设置上述弹性构件，与传统的电解槽相比，本专利技术的电解槽对诸如离子交换膜或隔膜的膜几乎不造成损坏，同时能够抑制电极的损坏。此外，可以通过上述弹性构件适当地调节表面压力，因此可以降低电解电压。附图说明[图1]图1是根据本专利技术的合适实施方式的电解槽的电解槽单元的示意性截面图。[图2]图2是根据本专利技术的电解槽的弹性构件的放大示意性立体图。[图3]图3是根据本专利技术的电解槽的弹性构件的扁平弹簧状体的沿纵向方向的示意性截面图。[图4]图4是沿图3中的A-A'的截面图。[图5]图5是说明根据本专利技术的电解槽的弹性构件的另一示例的放大示意性立体图。[图6]图6是示出在示例和比较例中的扁平弹簧状体的压缩量与接触表面压力之间的关系的曲线图。[图7]图7是示出在示例和比较例中的扁平弹簧状体的压缩量与每个扁平弹簧状体的负荷之间的关系的曲线图。具体实施方式下面将参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是应用于本专利技术的合适实施方式的电解槽的电解槽单元的示意性截面图。其中示出的电解槽单元1是双极型电解槽单元，其设置有阳极室3、阴极室5以及将阳极室3和阴极室5分隔的电解分隔壁6。在图1中，电解分隔壁6通过将阳极分隔壁6a和阴极分隔壁6b相组合来构造。然而，本实施方式也适用于存在单个电解分隔壁的情况。阳极2容纳在与电解分隔壁6相对的阳极室3内。阴极4容纳在与电解分隔壁6相对的阴极室5内。阳极2和阴极4的形式未被特别限制。例如，可以使用多孔金属网、网状体和编织体。可以使用其中诸如含铂族金属的层，含骨架(Raney)镍的层或含活性炭的镍层的电极催化物质被涂覆在由镍或上述形式的镍合金制成的基板的表面上的阴极作为阴极4。可以使用通过将含铂族金属或铂族金属氧化物的电极催化物质涂覆到由诸如钛、钽或锆或其合金的薄膜形成金属制成的上述形式的基板的表面上而构成的阳极作为阳极2。在电解槽单元1中，阳极保持构件7设置在阳极室3内。阳极保持构件7通过焊接接合到阳极2和电解分隔壁6。由此，阳极2和电解分隔壁6经由阳极保持构件7电连接。在电解槽单元1中，弹性构件10设置在阴极室5内。弹性构件10由多个弹簧保持部30和设置在每个弹簧保持部30上的两个弹簧排40构成。弹性构件10接触电解分隔壁6。弹簧排40接触阴极4。由此，阴极4和电解分隔壁6经由弹性构件10电连接。本专利技术的合适实施方式的电解槽通过经由诸如离子交换膜或隔膜的膜8层压多个电解槽单元1而被组装以供使用。图1示出了弹性构件10设置在阴极室5内的示例，但是弹性构件10也可以设置在阳极室3内。图2是根据本专利技术的电解槽的弹性构件的放大示意性立体图。弹性构件10由接合部20和弹簧保持部30构成。弹簧保持部30包括一对第一支承部31和第二支承部32。接合部20接合到扁平板状电解分隔壁6。第一支承部31是从接合部20朝着电解分隔壁6的相对方向延伸的构件。一对第一支承部31彼此平行地设置在电极分隔壁6的平面中。第二支承部32将一对第一支承部31的在电解分隔壁6的相对侧的端部彼此连接。弹簧保持部30通过将第一支承部31和第二支承部32相组合来构成。在图1和图2的示例中，第一支承部31设置成沿与电解分隔壁6正交的方向延伸，但是本实施方式不限于这种构造。第一支承部31中的一个第一支承部31可以相对于另一个第一支承部31倾斜设置。在这种情况下，第一支承部31中的两个均可以是倾斜的，或者第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解槽，包括：容纳阳极的阳极室；容纳阴极的阴极室；将所述阳极室和所述阴极室分隔的电解分隔壁；以及在所述阳极室和所述阴极室中的至少一个内附接到所述电解分隔壁的弹性构件，其中，所述弹性构件具有弹簧保持部，其包括：接合到所述电解分隔壁的接合部；从所述接合部沿所述电解分隔壁的相对方向延伸、并且被布置成彼此平行的一对第一支承部；将所述一对第一支承部的端部彼此连接的第二支承部；以及沿与所述一对第一支承部的平行布置方向平行的方向延伸的两个弹簧排，并且每个弹簧排通过将多个第一扁平弹簧状体和多个第二扁平弹簧状体相组合来构成，所述多个第一扁平弹簧状体始于作为起点的所述第一支承部并且朝着所述电解分隔壁的相对方向延伸，所述多个第二扁平弹簧状体始于作为起点的所述第二支承部并且朝着所述电解分隔壁的相对方向延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.14 JP 2016-1181571.一种电解槽，包括：容纳阳极的阳极室；容纳阴极的阴极室；将所述阳极室和所述阴极室分隔的电解分隔壁；以及在所述阳极室和所述阴极室中的至少一个内附接到所述电解分隔壁的弹性构件，其中，所述弹性构件具有弹簧保持部，其包括：接合到所述电解分隔壁的接合部；从所述接合部沿所述电解分隔壁的相对方向延伸、并且被布置成彼此平行的一对第一支承部；将所述一对第一支承部的端部彼此连接的第二支承部；以及沿与所述一对第一支承部的平行布置方向平行的方向延伸的两个弹簧排，并且每个弹簧排通过将多个第一扁平弹簧状体和多个第二扁平弹簧状体相组合来构成，所述多个第一扁平弹簧状体始于作为起点的所述第一支承部并且朝着所述电解分隔壁的相对方向延伸，所述多个第二扁平弹簧状体始于作为起点的所述第二支承部并且朝着所述电解分隔壁的相对方向延伸。2.根据权利要求1所述的电解槽，其中，每个第一扁平弹簧状体在与从所述接合部到所述第一支承部和所述第二支承...

【专利技术属性】
技术研发人员：川西孝治，大岩武弘，山本伸一郎，渡边雅树，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯伍德氯工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE