电解装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电解装置，其具有容纳电解液（７０）的电解槽（１０）；设置在电解槽的周围、对电解槽进行加热的加热部（２０）；具有浸在电解液中的电极单元（３０ａ）和保持电极单元并进行通电的电极通电部（３０ｂ）的电极部（３０）；用于在电解槽的上部形成封闭空间（４０）的盖体（４５）；设置在盖体上、将封闭空间与外部连通，将从电解液中伴随电解产生的副产物气体从封闭空间向外部排出的排出部（５０）；和以覆盖电解液的液面并浮在电解液上的方式设置以便在使伴随电解产生的副产物气体逸出到封闭空间的同时抑制电解液的蒸发的蒸发抑制部件（６０、８０、８０Ａ、８０Ｂ、９０、９０Ａ、９０Ｂ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电解装置，特别是涉及具有蒸发抑制部件的电解装置。
技术介绍
近年，提出了将氯化锌等金属化合物熔化进行电解，制造锌等金属的电解装置。所 述电解装置中，例如将装在石墨制的坩埚(电解槽)中的金属化合物加热到熔点以上，使其 熔化，得到电解液，将电极浸入该得到的电解液中，流通电流，由此能够分解出氯等化合物 和锌等金属。所述电解装置中，将金属化合物加热到熔点以上时，会产生金属化合物气体。例 如，将氯化锌加到400°C (比熔点高约50°C)时，一部分氯化锌从熔化的氯化锌的液面气 化，在电解装置内上升，并在电解液的液面的上方被冷却，因此产生了大量的电解液烟雾。 所述电解液烟雾有可能附着在用于排出副产物气体的排气管的内表面上，导致产生排气管 阻塞等情况。日本特开2005-200758号公报公开了一种电解槽结构体，其具有设置成使副产物 气体在电解液的液面的上方对流的空间、和设置在该空间的上部的用于抽出气体的配管， 该空间的上部的温度被设定为比电解液的温度低，企图使副产物气体、电解液烟雾在空间 部内对流，而使电解液烟雾落到电解液内，同时将副产物气体送到排气管。
技术实现思路
但是，根据本专利技术人的研究，日本特开2005-200758号公报所记载的构成中，将电 解液加热到较高的温度的情况下，电解液的蒸发量增加，所以，通过使副产物气体、电解液 烟雾在空间部内对流，而使电解液烟雾落到电解液内是有一定的界限的。另一方面，将加热金属化合物的温度设定低些，从而降低电解液的温度时，能够减 少电解液的蒸发量。但是，电解液的温度越低，则电解所需的电压越高，并且电解液的液电 阻越大，所以电解所需的电力越大。另外，如果是较低的温度，则电解液的粘性增大，电解生 成物从电极面离脱的速度变慢，有效的电解反应难以持续。也就是说，将加热金属化合物的 温度设定低些来降低电解液的温度是有一定界限的。因此，本专利技术是鉴于上述情况完成的，其目的是提供一种电解装置，该电解装置无 需降低电解液的温度，就能够减少电解液的蒸发量，并能够防止排气管出现阻塞。为了解决上述课题，本专利技术的一个方面是如下的电解装置其具有容纳电解液的 电解槽；设置在所述电解槽的周围、对所述电解槽进行加热的加热部；具有浸入所述电解 液中的电极单元和保持所述电极单元并通电的电极通电部的电极部；用于在所述电解槽的 上部形成封闭空间的盖体；设置于所述盖体、将所述封闭空间与外部连通，使从所述电解液 中伴随电解产生的副产物气体从所述封闭空间向外部排出的排出部；和以覆盖所述电解液 的液面并浮在所述电解液上的方式设置，使得所述在使伴随电解产生的副产物气体逸出到 所述封闭空间的同时抑制所述电解液的蒸发的蒸发抑制部件。根据本专利技术的这方面的电解装置，无需降低电解液的温度，就能减少电解液的蒸 发量，并能防止排气管出现阻塞。附图说明图1是本专利技术的第1实施方式中的电解装置的截面图。图2是图1的Z向视图，是本实施方式中的蒸发抑制部件的放大俯视图。图3是图1的沿A-A线的放大截面图。图4是本专利技术的第2实施方式中的电解装置的截面图。图5是图4的Z向视图，是本实施方式中的蒸发抑制部件的放大俯视图。图6是图4的沿B-B线的放大截面图。图7与图5的位置关系相当，是本实施方式中的蒸发抑制部件的变化例的放大俯 视图。图8与图5的位置关系相当，是本实施方式中的蒸发抑制部件的另一个变化例的 放大俯视图。图9是本专利技术的第3实施方式中的电解装置的截面图。图10是图9的Z向视图，是本实施方式中的蒸发抑制部件的放大俯视图。图11是图10的沿C-C线的放大截面图。图12与图11的位置关系相当，是本实施方式中的蒸发抑制部件的变化例的放大 截面图。图13与图11的位置关系相当，是本实施方式中的蒸发抑制部件的另一个变化例 的放大截面图。具体实施例方式下面适当参照附图对本专利技术的各实施方式中的电解装置进行详细说明。此外，图 中，x轴、y轴和z轴构成3轴正交坐标系。另外，为了方便起见，将z轴的正方向称作上方 向，将z轴的负方向称作下方向。(第1实施方式)首先，参照附图对本专利技术的第1实施方式中的电解装置进行详细说明。图1是本实施方式中的电解装置的截面图。另外，图2是图1的Z向视图，是本实 施方式中的蒸发抑制部件的放大俯视图。另外，图3是图1的沿A-A线的放大截面图。如图1所示，本实施方式中的电解装置1具有电解槽10、加热部20、电极部30、盖 体45、排出部50和蒸发抑制部件60。电解槽10是下方封闭的石墨制的圆筒状部件，将氯化锌等金属化合物的熔融的 电解液70装在其内部。电解槽10中，电解液70所接触的内表面10a涂布有玻璃状碳。对 于所述电解槽10，例如其内径dl为400mm，厚度tl为20mm。加热部20是下方封闭的圆筒状部件，其设置在电解槽10的周围，将电解槽10围 起来。加热部20的上方端是开放端，电解槽10的上方端是开放端，加热部20的上方端朝 向电解槽10的上方端处的外表面10b弯曲并与该外表面10b接触，固定电解槽10。另外， 电解槽10的开放端从与加热部20的接触部位向上方突出。所述加热部20对供给到电解槽10内的金属化合物进行加热，将其熔化，形成电解 液70。为了减少液电阻，电解液70被维持在预定的温度，例如，电解液70由氯化锌构成的 情况下，维持在约550°C。电极部30向电解液70供给电流，并对电解液70进行电解。电极部30具有整体 浸入电解液70内的电极单元30a、和保持电极单元30a的同时对电极单元30a进行通电的 电极通电部30b。电极单元30a具有下述的构成将2片以上的板状的石墨制电极33保持预定的间 隙平行设置，同时，用氧化铝制的陶瓷基材35将2片以上的电极33固定成一体。所述电极 单元30a成为2片以上的电极33相向的面彼此的极性不同的电极对，是双极式，当然也可 以是单极式。电极通电部30b具有一对圆柱状的铁制的电极棒37，并且用莫来石制的保护管 (未图示)覆盖了电极棒37的全体。该一对铁制的电极棒37对应电极单元30a的两端处 的电极33并与其接连。 盖体45是上方封闭的圆筒状部件，设置在电解槽10的上部。所述盖体45的下方 端是开放端，该开放端侧的内表面45a接触电解槽10的从与加热部20接触的部位向上方 突出的外表面10b，并用密封部件(未图示)密封，从而盖体45与电解槽10形成一体构成。 由此，在电解槽10的上方形成封闭空间(空间区域40)。另外，在将空间区域40的上方封 闭起来的盖体45的上面部设置一对贯通口，穿过该一对贯通口，一对电极棒37对应地插进 该上面部。排出部50在盖体45的封闭上部的上面部具有与插进电极棒37的部位以外的部 位接连的排气管53和设置在排气管53内的过滤器57。所述排气管53与排气系统(未图示)接连，将伴随电解液70的电解而产生的副 产物气体从空间区域40经排气系统向外部排出。另外，考虑到在空间区域40可能存在电 解液烟雾，过滤器57用于防止该电解液烟雾流入排气系统。蒸发抑制部件60具体如图2和图3所示，其以浮在电解液70的液面的方式被放 置，使得大致覆盖电解液70的液面的大部分。具体地说，蒸发抑制部件60是圆板状部件，具 有在上下方向贯通的一对第1贯通口 60a和在上下方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解装置，其具有：电解槽，该电解槽用于容纳电解液；加热部，该加热部设置在所述电解槽的周围，对所述电解槽进行加热；电极部，该电极部具有浸入到所述电解液中的电极单元和对所述电极单元进行保持并通电的电极通电部；盖体，该盖体用于在所述电解槽的上部形成封闭空间；排出部，该排出部设置于所述盖体，将所述封闭空间与外部连通，用于将从所述电解液中伴随电解产生的副产物气体从所述封闭空间向外部排出；和蒸发抑制部件，该蒸发抑制部件以覆盖所述电解液的液面并浮在所述电解液上的方式设置，使得在使所述伴随电解产生的副产物气体逸出到所述封闭空间的同时抑制所述电解液的蒸发。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-10-30 2007-281224一种电解装置，其具有电解槽，该电解槽用于容纳电解液；加热部，该加热部设置在所述电解槽的周围，对所述电解槽进行加热；电极部，该电极部具有浸入到所述电解液中的电极单元和对所述电极单元进行保持并通电的电极通电部；盖体，该盖体用于在所述电解槽的上部形成封闭空间；排出部，该排出部设置于所述盖体，将所述封闭空间与外部连通，用于将从所述电解液中伴随电解产生的副产物气体从所述封闭空间向外部排出；和蒸发抑制部件，该蒸发抑制部件以覆盖所述电解液的液面并浮在所述电解液上的方式设置，使得在使所述伴随电解产生的副产物气体逸出到所述封闭空间的同时抑制所述电解液的蒸发。2.如权利要求1所述的电解装置，其中，所述蒸发抑制部件具有使所述电解液露出在 所述空间区域的贯通口，使得所述伴随电解产生的副产物气体逸出到所述封闭空间。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：武内喜则，榊大介，大桥忠，松村尚，
申请(专利权)人：木野科技太阳能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]