(57)【要約】【課題】耐久性並びに導電性の両面で優れ、しかも構成が簡単であることから製作の手間やコストの面からも優れる電極板用クロスバーおよび電極板を提供する。【解決手段】耐食性金属からなるクロスバー本体１１と、クロスバー本体の先端下部に設けられて電解槽側の電気接点部と電気的に接続される銅製の電気接点部１２とを有する。銅製の電気接点部は、クロスバー本体の先端下部に嵌合された状態でろう付けされるコ字状の銅製ブロック１３により構成される。【選択図】図３
2010150634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐食性金属からなるクロスバー本体と、
前記クロスバー本体の先端下部に設けられて電解槽側の電気接点部と電気的に接続される銅製の電気接点部と、
を有することを特徴とする電極板用クロスバー。
【請求項２】
前記銅製の電気接点部が前記クロスバー本体の先端下部に嵌合されるコ字状の銅製ブロックにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電極板用クロスバー。
【請求項３】
前記銅製ブロックが、前記クロスバー本体の先端下部に嵌合された状態でろう付けされていることを特徴とする請求項２に記載の電極板用クロスバー。
【請求項４】
請求項1〜３にいずれか１項に記載の電極板用クロスバーと、該電極板用クロスバーにより支持されて前記電解槽内の電解液に浸される板本体とを備えることを特徴とする電極板。
【請求項５】
前記板本体は耐食性金属からなる材料により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電極板。
【請求項６】
前記板本体と前記クロスバー本体は耐食性金属からなる同じ材料により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解精錬や電解採取に利用される電極板用クロスバーおよび該クロスバーを備える電極板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解精錬や電解採取では、電解液に浸されて電解を行うための電極板が使用されている。電極板は、電解液に浸される板本体とこの板本体を支持するクロスバーから構成される。板本体には、チタン、ステンレス鋼、鉛などの耐食性に優れた金属が使用される場合が多い。また、板本体として、銅やアルミニウムを使用する場合もあるが、いずれも陰極側の電極板として使用されるので、腐食から守られる環境下で使用されている。これに対し、クロスバーには、電気抵抗が小さい理由から銅が一般的に使用されている。
ところで、銅製のクロスバーは、電気伝導性に優れるものの耐食性に劣る欠点をもつ。このような欠点を補うため、例えば、下記の特許文献１には、銅製の芯棒の周りをステンレススチール等の耐食性金属からなる被覆材で覆ったものが提案されている。このような構造のクロスバーでは、電解液から生じる腐食性のガスやミストから芯棒を保護することができる。
【特許文献１】特開２００１‐１５８９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述したクロスバーにあっては、銅製の芯棒とそれを覆う被覆材との間に電解液が侵入し、そこに滞留する状況が生じることがわかった。この場合、銅製の芯棒と被覆材との間に滞留する電解液によって隙間腐食が進行し、寿命が逆に短くなるおそれがあった。また、複雑な形状であることから、製作に多大な手間とコストがかかる問題もあった。
【０００４】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、耐久性並びに導電性の両面で優れ、しかも構成が簡単であることから製作の手間やコストの面からも優れる電極板用クロスバー並びにこの電極板用クロスバーを備えた電極板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は以下の手段を提案している。すなわち、本発明の電極板用クロスバーでは、耐食性金属からなるクロスバー本体と、前記クロスバー本体の先端下部に設けられて電解槽側の電気接点部と電気的に接続される銅製の電気接点部と、を有することを特徴とする。
【０００６】
上記のように構成された電極板用クロスバーでは、電解槽の上方で使用される際に、電解液から生じる腐食性のガスやミストがかかったとしても、クロスバー本体が耐食性金属からなっているので、腐食に対して強く耐久性に優れる。ここで耐食性金属とは、電気接点部の構成材料である銅よりも耐食性に優れる金属及び合金をいう。
また、電解槽側の電気接点部と電気的に接続される電気接点部が銅製であるため、当該クロスバー側の電気接点部と通常銅で作られる電解槽側の電気接点部との間の電気的な接触抵抗を、従来使用されている銅製のクロスバーを用いる場合と同程度に小さくできる。
さらに、大部分を占めるクロスバー本体の一部のみが銅製の電気接点部となっているため、全体構成を簡素化することができ、これにより製作の手間がかからずコストも低減できる。
【０００７】
また、本発明の電極板用クロスバーでは、前記銅製の電気接点部が前記クロスバー本体の先端下部に嵌合されるコ字状の銅製ブロックにより構成されるのが好ましい。
この場合、銅製ブロックをクロスバー本体に取り付けるにあたり、単に該クロスバー本体の先端下部に嵌合させるだけで足り、銅製ブロックのクロスバーへの取付作業が容易である。
【０００８】
また、本発明の電極板用クロスバーでは、前記銅製ブロックが、前記クロスバー本体の先端下部に嵌合された状態でろう付けされていることが好ましい。
この場合、銅製ブロックをクロスバー本体に面接触させることができるので、両者間の電気抵抗を小さくできる。加えて、ろう付けにより接合させるため、双方の金属が溶けて合金化する溶接により接合する場合に比べ、電気抵抗をより小さくできる。
【０００９】
また、本発明の電極板は、請求項1〜３にいずれか１項に記載の電極板用クロスバーと、該電極板用クロスバーにより支持されて前記電解槽内の電解液に浸される板本体とを備えることを特徴とする。
上記電極板では、前述の電極板用クロスバーと同様な作用効果を奏する。
【００１０】
また、本発明の電極板では、前記板本体が耐食性金属からなる材料により構成されていることが好ましい。
この場合、板本体が耐食性金属からなっているので、腐食に対して強く耐久性に優れる。
【００１１】
また、本発明の電極板では、前記板本体と前記クロスバー本体が耐食性金属からなる同じ材料により構成されているのが好ましい。
この場合、板本体とクロスバー本体が耐食性金属からなる同じ材料により構成されるので、それら両者間の電気抵抗が小さく、しかも、両者を一体に構成した場合には構成の簡素化並びにさらなる強度アップが図れる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、腐食に対して強く耐久性に優れる。また導電性の面においても優れる。さらに構成が簡単であることから製作の手間がかからずコストの面でも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る電極用クロスバー及び電極板を銅精錬に用いた実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示し、図１は電極板の使用状態を示す正面図、図２は図1のII円部の拡大図、図３は電極板用クロスバーの先端の分解斜視図である。
図1に示すように、電極板１は、電解槽Dの上部に配置される電極板用クロスバー１０と、この電極板用クロスバー１０により支持されて電解槽D内の電解液に浸される板本体２０とを備える。
【００１４】
電極板用クロスバー１０は、図２に示すように例えばチタンあるいはステンレス鋼等の耐食性金属からなるクロスバー本体１１と、クロスバー本体１１の先端下部に設けられて電解槽D側のディストリビュータ（電気接点部）Dａと電気的に接続される銅製の電気接点部１２とを有する。
電極板用クロスバー１０は断面長方形とされた棒状のものである。電気接点部１２は、クロスバー本体１０の左右の先端下部にそれぞれ嵌合されるコ字状の銅製ブロック１３により構成されている（図３参照）。コ字状の銅製ブロック１３は、クロスバー本体１１の先端部表面および先端部裏面に当接される起立板部１３ａ、１３aと、それら起立板部１３ａの下面同士をつなぐ底板部１３ｂとからなっている。起立板部１３ａ、１３ａの内面の離間距離Ｌａは、電極板用クロスバー１０の幅寸法Ｌｂと同程度かそれよりもわずかに大きい値（１.０〜１.０５倍）に設定されている。そして、コ字状の銅製ブロック１３は、クロスバー本体の左右の先端下部に嵌合された状態でろう付けされることで、クロスバー本体に隙間なく固着されている。
【００１５】
板本体２０は、前記クロスバー本体１１と同様に耐食性金属から構成されており、好ましくはクロスバー本体１１と同じ材料により構成されている。つまり、クロスバー本体１１がチタン製であれば板本体２０もチタン製であり、クロスバー本体１１がステンレス鋼製であれば板本体２０もステンレス鋼製であることが好ましい。板本体２０とクロスバー本体１１とは例えば溶接等の固着手段により固着されている。
なお、クロスバー本体１１と板本体２０の組み合わせとしては、上記例の他に、例えば、クロスバー本体１１がステンレス鋼製で板本体２０がチタン製、クロスバー本体１１がチタン製で板本体２０がステンレス鋼製、さらにクロスバー本体１１が鉛製で板本体２０が鉄の周りを銅で囲みさらにその外側を鉛で囲んでなる鉛ホモゲン製が挙げられる。
【００１６】
上記構成の電極板１によれば、使用中に電極板用クロスバー１０へ電解液から生じる腐食性のガスやミストがかかったとしても、クロスバー本体１１が耐食性金属からなっているので、腐食に対して強く耐久性に優れる。また、電解槽側の電気接点部であるディストリビュータＤａと電気的に接続されるコ字状のブロック１３が銅製であるため、電極板用クロスバー１０側の電気接点部１２と通常銅で作られる電解槽ＤのディストリビュータＤａとの間の電気的な接触抵抗を、従来使用されている銅製のクロスバーを用いた場合と同程度に小さくできる。
【００１７】
さらに、電極板用クロスバー１０の一部のみが銅製の電気接点部１２となっているため、背景技術で説明したような芯棒の周り全体を耐食性金属からなる被覆材で覆う構造に比べて、構成を簡素化することができる。これにより電極板用クロスバー１０や電極板１を製作するときの手間がかからずコストも低減できる。
【００１８】
また、板本体２０とクロスバー本体１１とを耐食性金属により構成しているので、それら部材を、腐食に対して強く耐久性に優れるものとすることができる。さらに、板本体２０とクロスバー本体１１を同じ材料により構成しているので、それら両者間の電気抵抗を小さくでき、しかも、両者を溶接等により一体に構成すれば、さらなる構成の簡素化並びに強度アップを図ることができる。
【００１９】
また、クロスバー本体１１の先端下部に嵌合されるコ字状の銅製ブロック１３によって電気接点部１２を構成し、しかもこの銅製ブロック１３を、クロスバー本体１１の先端下部に嵌合させた状態でろう付けして固着しているので、銅製ブロック１３をクロスバー本体１１に確実に面接触させることができ、このため両者間の電気抵抗を小さくできる。また、ろう付けにより固着しているので、双方の金属を溶かして合金化して固着する溶接を採用する場合に比べ、銅製ブロック１３とクロスバー本体１１との間の電気抵抗をより小さくすることができる。
【００２０】
なお、銅製ブロック１３を、ろう付けすることなく、単にクロスバー本体１１の先端下部に嵌合させるだけでクロスバー本体１１の先端に取り付けることも可能であるが、この場合、銅製ブロック１３のクロスバー本体１１への取付作業が容易になる。
＜第２の実施形態＞  
【００２１】
図４は本発明の第２実施形態の要部を示すものであって、（ａ）は電極板用クロスバーの先端部の正面図、（ｂ）は電極板用クロスバーの先端部の側面図である。
なお、説明の便宜上、前述した第１実施形態で使用した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。この点は以下の実施形態においても同様である。
第２実施形態においても、クロスバー本体１１の先端下部に、電解槽側のディストリビュータと電気的に接続される銅製の電気接点部３２が設けられている。この電気接点部３２は、耐食性金属からなるクロスバー本体１１の先端下部に銅が肉盛溶接され、その後、この肉盛溶接部分が切削あるいは研削加工されることにより、所定形状に仕上げられたものである。
【００２２】
このような肉盛溶接により得られる銅製の電気接点部３２を有する電極板用クロスバー１０においても、第１実施形態と同様、電解槽のディストリビュータとの間の電気的な接触抵抗を、従来使用されている銅製のクロスバーを用いる場合と同程度にまで小さくできる。また、第２実施形態の電極板用クロスバー１０によれば、腐食等によって電気接点部３２が減少した場合でも、その減少した分だけ後加工により肉盛溶接すれば初期の状態に復帰させることができ、補修が容易に行える利点がある。
＜第３の実施形態＞  
【００２３】
図５、図６は本発明の第３実施形態の要部を示すものであって、図５は電極板用クロスバーの先端部の斜視図、図６は電極板用クロスバーの先端部の分解斜視図である。
第３実施形態においても、クロスバー本体１１の先端下部に、電解槽側のディストリビュータと電気的に接続される銅製の電気接点部４２が設けられている。
この電気接点部４２は、Ｌ字状に曲げられた互いに対をなす銅製の板片４２ａ，４２ａが、耐食性金属からなるクロスバー本体１１の先端部を囲むように、該クロスバー本体１１に取り付けられて構成されるものである。
【００２４】
すなわち、銅製の板片４２ａ、４２ａが、それらの隅部をクロスバー本体１１の先端部の互いに対向する角部に合致するよう、該クロスバー本体１１に嵌め合わされ、この状態で、それら銅製の板片４２ａ、４２ａ同士の突合せ部分、並びに、銅製の板片４２ａとクロスバー本体１１との突合せ部分でありかつ外部に露出する部分をそれぞれ溶接されることにより、それら銅製の板材４２ａ、４２ａがクロスバー本体１１の先端部に固着され、この固着された銅製の板材４２ａ、４２ａによって電気接点部４２が構成されている。
【００２５】
このように銅製の板材４２ａ、４２ａがクロスバー本体１１の先端部に巻きつけられることにより得られる銅製の電気接点部４２においても、第１、第２実施形態と同様、電解槽のディストリビュータとの間の電気的な接触抵抗を、従来使用されている銅製のクロスバーを用いる場合と同程度にまで小さくできる。
【００２６】
本発明に係る電極板用クロスバーを電解槽のディストリビュータＤａに接触させた際の、両者間の電気抵抗を５回測定した。なお、比較のため、従来用いていた銅製の電極板用クロスバーを用いた場合、並びにステンレス鋼からなる電極板用クロスバーを用いた場合についても測定した。
すなわち、サンプルとして断面３０ｍｍ角で長さが１００ｍｍの電極板用クロスバーを４種類用意した。イのサンプルは従来から用いていた銅製の電極板用クロスバー、ロのサンプルはステンレス鋼製のクロスバー本体の先端に前記第１実施形態で示した銅製ブロック１３を嵌合させ、さらにその嵌合部分をろう付けしたもの、ハのサンプルはステンレス鋼製のクロスバー本体の先端に前記第１実施形態で示した銅製ブロック１３を単に嵌合させただけのもの、二のサンプルはステンレス鋼の電極板用クロスバーである。
その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2010150634.tif 000003
【００２８】
この表から明らかなように、ステンレス鋼の電極板用クロスバーを用いた場合（サンプルニ）は平均で１．６Ωの電気抵抗があり、実際の使用に堪えないことがわかった。これに比べて、本発明の実施形態であるハ（ステンレス鋼製のクロスバー本体の先端に銅製ブロックを単に嵌合させただけのもの）の場合は、平均で０．１Ω程度と低い電気抵抗に抑えられることがわかった。さらに、本発明の実施形態であるロ（ハのものにさらにろう付けしたもの）の場合は、従来の銅製の電極板用クロスバーを用いるときと何ら遜色なく電気抵抗が非常に低いことがわかった。
【００２９】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、本発明は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、前記した実施形態では、電極板用クロスバー１０と板本体２０とを溶接により固着しているが、これに限られることなく、図７に示すように、板本体２１に形成したボルト孔２１aを利用し、螺子止めによって板本体２１を電極板用クロスバー１０に固着してもよい。この場合、本発明に係る電極板用クロスバー１０を、銅またはアルミニウム製の陰極板を支持するためのもの、あるいは鉛不溶性陽極板を支持するためものとしても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態の電極板の使用状態を示す正面図ある。
【図２】図２は図1のII円部の拡大図である。
【図３】第１実施形態の電極板用クロスバーの先端の分解斜視図である。
【図４】図４は本発明の第２実施形態の要部を示すものであって、（ａ）は電極板用クロスバーの先端部の正面図、（ｂ）は電極板用クロスバーの先端部の側面図である。
【図５】図５本発明の第３実施形態の要部を示すものであって、電極板用クロスバーの先端部の斜視図である。
【図６】図６は本発明の第３実施形態の電極板用クロスバーの先端部の分解斜視図である。
【図７】図７は本発明の変形例を示す板本体の正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  電極板
１０  電極板用クロスバー
１１  クロスバー本体
１２  銅製の電気接点部
１３  コ字状の銅製ブロック
２０  板本体
３２  銅製の電気接点部
４２  銅製の電気接点部
４２ａ  銅製の板片
Ｄ  電解槽
Ｄａ  ディストリビュータ（電解槽側の電気接点部）
【図１】
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【図２】
2010150634.tif 000005
【図３】
2010150634.tif 000006
【図４】
2010150634.tif 000007
【図５】
2010150634.tif 000008
【図６】
2010150634.tif 000009
【図７】
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