(57)【要約】【課題】リブ（３）によって後壁（１）から離間された電極を含む電解質セルに関する。【解決手段】電極を交換しなければならない場合に電極を元の接触表面を部分的にだけ除去することによって完全に除去できるようにするため、電極（２）とリブ（３）との間の接触面の一部分が拘束されておらず、そのため残りの部分上で交換電極の位置決めを行うことができる。更に、電極表面と後壁との間の距離を変えない、セルの電極の交換方法を開示する。【選択図】図１
2004513230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持エレメントが設けられた少なくとも一つの後壁であって、前記支持エレメントは、前記後壁とは反対側が末端表面によって画成された突出部でできており、これらの突出部の前記末端表面は同じ平面内にある、後壁、
前記突出部の前記末端表面と接触し、これによって接触表面を画成する少なくとも一つの電極を含む、少なくとも一つの更新可能な電極構造を持つ電解質セルにおいて、
前記接触表面の大部分が拘束されておらず、少なくとも一つの電極が、前記末端表面の少なくとも一つの周囲領域だけで前記突出部の前記末端表面の各々に固定されている、ことを特徴とするセル。
【請求項２】
請求項１に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極は、前記突出部の前記末端表面に溶接によって固定されている、ことを特徴とするセル。
【請求項３】
請求項２に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極には、孔又は開口部が設けられている、ことを特徴とするセル。
【請求項４】
請求項３に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極は、メッシュ、イクスパンデッドシート、及び有孔シートからなる群から選択された少なくとも一つのエレメントの組み合わせ又は重なりを含む、ことを特徴とするセル。
【請求項５】
請求項２に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極は、全体に平行なストリップの組み合わせからなる、ことを特徴とするセル。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極には電気触媒コーティングが設けられている、ことを特徴とするセル。
【請求項７】
請求項６に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極は陽極である、ことを特徴とするセル。
【請求項８】
請求項７に記載のセルにおいて、前記陽極は、貴金属又はその酸化物を含むフィルムでコーティングしたチタニウム基板を含む、ことを特徴とするセル。
【請求項９】
請求項６に記載のセルにおいて、前記少なくとも一つの電極は陰極である、ことを特徴とするセル。
【請求項１０】
請求項９に記載のセルにおいて、前記陰極はニッケル基板を含む、ことを特徴とするセル。
【請求項１１】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のセルにおいて、前記突出部は互いに間隔が隔てられたスペーサであり、前記後壁に固定されている、ことを特徴とするセル。
【請求項１２】
請求項１１に記載のセルにおいて、前記スペーサの前記末端表面には、穴、チャンネル、又は任意の他の種類の開口部が設けられている、ことを特徴とするセル。
【請求項１３】
請求項１１に記載のセルにおいて、前記スペーサは、全体にＺ、Ｃ、Ｔ、又はＨ形状を有する、ことを特徴とするセル。
【請求項１４】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のセルにおいて、前記支持エレメントは、少なくとも一つの圧伸成形品、及びこの圧伸成形品の前記後壁とは反対側の表面に固定された少なくとも一つの平らな接触エレメントを含む一連の突出部で形成されている、ことを特徴とするセル。
【請求項１５】
請求項１４に記載のセルにおいて、前記圧伸成形品は波形シートである、ことを特徴とするセル。
【請求項１６】
請求項１５に記載のセルにおいて、前記波形シートは、流体を循環するためのチャンネルを形成する、ことを特徴とするセル。
【請求項１７】
請求項１４、１５、又は１６に記載のセルにおいて、前記平らな接触エレメントは、穴又は溝が設けられたエレメント又は孔又は開口部が設けられたエレメントである、ことを特徴とするセル。
【請求項１８】
請求項１７に記載のセルにおいて、前記平らな接触エレメントは、メッシュ、イクスパンデッドシート、及び有孔シートからなる群から選択された、ことを特徴とするセル。
【請求項１９】
請求項１４に記載のセルにおいて、前記平らな接触エレメントは、前記圧伸成形品の表面に溶接で固定されている、ことを特徴とするセル。
【請求項２０】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の電極を交換電極と交換するための方法であって、前記突出部の前記末端表面の一部を切断する際、交換されるべき前記電極を取り外す工程を含む、方法において、
前記切断により前記電極に固定された前記突出部の前記末端表面の前記周囲領域を除去し、拘束されていなかった前記末端表面の残りの部分の少なくとも大部分が除去されないようにする、ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、前記突出部の前記末端表面の前記切断は、交換されるべき電極の切断と同時に行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の方法において、前記切断は、レーザービームによって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２０、２１、又は２２に記載の方法において、前記交換されるべき電極の取り外しに続き、前記突出部の前記末端表面の前記残りの部分に交換電極を設置する、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記後壁からの前記交換電極の距離は、前記後壁から取り外した前記電極の元の距離に関して実質的に不変である、ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２３又は２４に記載の方法において、前記交換電極の適用は、前記交換電極を前記少なくとも一つの突出部の前記残りの末端表面に前記末端表面の少なくとも一つの周囲領域だけで固定することによって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、前記交換電極の前記残りの末端表面への前記固定は、溶接を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項１１に記載のセルの電極を交換電極と交換するための方法であって、前記スペーサの前記末端表面の一部を切断することによって交換されるべき前記電極を取り外す工程を含む、方法において、
前記切断により前記スペーサの前記末端表面の前記周囲領域を取り外し、拘束されなかった末端表面の前記部分の残りの部分の少なくとも大部分が除去されないようにする、ことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記スペーサの前記末端表面の部分の前記切断を、交換されるべき前記電極の切断と同時に行う、ことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２７又は２８に記載の方法において、前記切断をレーザービームによって行う、ことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２７、２８、又は２９に記載の方法において、交換されるべき前記電極の前記取り外しに続き、前記スペーサの前記末端表面の前記残りの部分に交換電極を適用する、ことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、前記交換電極の前記後壁からの距離は、前記後壁から取り外された前記電極の元の距離に関して実質的に変化しない、ことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３０又は３１に記載の方法において、前記交換電極の前記適用は、前記交換電極を前記突出部の前記残りの末端表面に前記残りの部分の少なくとも一つの周囲領域だけで固定することによって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法において、前記残りの末端表面への前記交換電極の前記固定は、溶接によって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項１５に記載のセルの電極を交換電極と交換するための方法であって、前記平らな接触エレメントの一部分を切断することによって前記電極を取り外す工程を含む、方法において、
前記切断により、前記平らな接触エレメントの前記部分を除去し、拘束されていない前記平らな接触エレメントの前記部分の残りの部分の少なくとも大部分が除去されないようにする、方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法において、前記スペーサの前記末端表面の部分の前記切断は、交換されるべき電極の切断と同時に行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３４又は３５に記載の方法において、前記切断はレーザービームによって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３４、３５、又は３６に記載の方法において、交換されるべき前記電極の前記除去後、交換電極を前記平らな接触面の前記残りの部分に適用する、ことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法において、前記後壁からの前記交換電極の距離は、前記後壁から除去された前記電極の元の距離に関して実質的に変化しない、ことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３７又は３８に記載の方法において、前記交換電極の前記適用は、前記交換電極を前記平らな接触エレメントの前記残りの部分に前記残りの部分の少なくとも一つの周囲領域だけで固定することによって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の方法において、前記平らな接触エレメントの前記残りの部分への前記交換電極の前記固定は溶接によって行われる、ことを特徴とする方法。
【請求項４１】
本明細書中の説明及び添付図面に示す特徴的なエレメントを含む電解質セル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、更新可能な電極構造を持つ電解質セル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板、多くの場合において一つ又はそれ以上の電気触媒材料でコーティングした有孔体である基板によって形成された平らな電極を使用することが、電気化学的用途について周知である。以下の説明は、主として、膜型電解質セルで陽極及び陰極の両方として使用されるこの種の電極構造に関し、これらの電極構造の、産業的電気化学で現在考えられている特に顕著な場合を示す。しかしながら、一般的に同様の構造エレメントを備えた他の種類の電気分解装置及び電気化学的電池に同じ発明を適用できるということは、当該技術分野の当業者に明らかであろう。
【０００３】
電気触媒コーティングを備えた平らな電極を使用する膜型電解質セルの一例が米国特許第４，７６７，５１９号に例示されている。この特許に記載された電極構造は、両面に突出支持構造を備えた導電性コアを含み、このコアに対して適合された冷間プレスシートによって腐蝕に対して保護されており、周囲シーリングフランジを備えている。前記シートは、表面が実質的に同じ平面上にある前記支持構造の突出部と対応する領域において、電気触媒コーティングを備えたエレクロトディックメッシュに結合されている。突出支持構造は、シートをプレスしてコアを形成することによって得ることができ、又は更に従来の実施例では、コア自体に例えば溶接によって結合された導電性スペーサを固定することによって得ることができる。電気触媒コーティングを備えた単一の電極を支持する突出部を備えた金属コアの片側だけに同じ種類の構造を設けてもよいということも周知である。これは、例えば、例えば英国特許第２，０１０，９０８号に記載の方法による塩酸の減極電気分解におけるように、ガス拡散電極を両側に備えた電気分解装置の場合である。この種の電気化学的プロセスの場合に特に有用な構造は、ドイツ国特許出願第ＤＥ１９８　５０　０７１号に記載されている。この場合には、リブは、流体を上下に交互に循環するためのチャンネルを形成するように構成された波形シートでできている。ドイツ国特許出願第ＤＥ１９８　５０　０７１号にハーフセルとして記載された構造は、完全な両側構造を形成するために両側に適用できるということは明らかである。これは、ガス電極を含まない電解質プロセスで使用できる。勿論、対応する電気化学的セルが関連する様々な使用に従って、上述の実施例の多くの変更が可能である。しかしながら、全ての場合において、陽極又は陰極のいずれかである単一の電解質隔室である半セルに関し、共通のエレメントは、後壁、各々の末端部分の少なくとも部分が同じ平面にある突出エレメントで形成された支持構造、及び同じ平面にある前記末端表面に例えば溶接で固定された電極又は電極装置である。電極には、通常は、孔又は開口部が設けられており、これらの孔又は開口部は、通常は穴でできており、例えば、電極は、メッシュ、有孔シート、イクスパンデッドシート、又はこれらのエレメントの二つ又はそれ以上の組み合わせでできていてもよい。しかしながら、別の態様では、電極は全シート又は平行ストリップでできていてもよく、これらは、例えば、いわゆる「ルーバー」又は「換気用ブラインド」形態の場合におけるように、平面上に、又は共通の平面に関して傾けて、重ならないように、又は部分的に重ねて配置される。本発明は、前記電極が、以下の説明で例示するように、触媒コーティング、例えば電気触媒コーティングを少なくとも部分的に備えている場合に特に有用であるが、前記電極を少なくとも部的に交換する必要が時々又は定期的に起こる場合にも適用できる。上述の従来技術の解決策では、電極を交換する上での問題点は、より重大である。例えば、電極触媒コーティングを備えた導電性非触媒基板でできた電極の場合には、前記コーティングは、消費、基板からの外れ、電気触媒コーティングと接触する領域での基板自体の不動態化、又は他の理由により経時的に失活する。例えば、塩化ナトリウム電気分解の場合には、陰極及び陽極の両極は、好ましくは、貴金属を含む電気触媒フィルムでコーティングした非貴金属で非触媒性の導電性金属で形成される。例えば、陽極の場合、基板は、バルブ金属（ｖａｌｖｅ　ｍｅｔａｌ）、例えばチタニウムでできていてもよく、コーティングは、代表的には、塩素発生用の電気触媒フィルム、例えば貴金属及びその酸化物でできている。このようなコーティングの寿命は、通常は、数年程度であり、その経過後、電極を交換するか或いは基板の再活性化を行う必要がある。この再活性化を行う場合には、電極をセル構造から取り外すことが必要であり、再活性化手順は、実際、その場で行うことができない基板のラジカルクリーニング工程、触媒先駆物質スプレー工程、及び高温熱処理工程を行う必要がある。幾つかの場合では、ニッケル及びランタニウム酸化物でコーティングしたニッケル陰極で起こるように、再活性化はめっきプロセスで行われる。この場合でも、明らかなように、電極をセル構造から取り外すことが必須である。取り外し手順は、様々な方法で行うことができる。例えば、薄いメッシュの形態の電極の場合には、メッシュは、それが溶接されていた支持構造からちぎり離される。しかしながら、この種の解決策は推奨できない。これは、その一部を取り外すときに支持構造の突出部がひどく損傷したり突出部の形状を変形する危険があるためである。更に、電極をちぎり離したときに電極基板の部分又は溶接材料の部分が突出部に付着したままとなってしまう。これは、セル構造をクリーニングし修復するための費用がかかり且つ実現性が低い作業を行わないと、続いて行われる交換電極の適用について幾つかの重大な問題点を発生する。
【０００４】
特に大型構造の場合に遙に広く行われている技術は、支持構造の各突出部と隣接した領域と対応した電極を切断する工程を含む。このようにして、代表的にはストリップ形態の電極の失活した部分は、突出部に溶接されたままであり、又は他の態様で突出部に固定されたままである。次いで、交換電極構造を、リブに直接適用するのでなく、電極の前記残りの部分に適用する。このようにして、続いて行われる再活性化の各々で、電極の活性表面と後壁との間の距離が電極の厚さと対応する厚さだけ連続的に増大する。論理的結果として、続いて行われる再活性化の各々で夫々の周囲ガスケットシールの交換を行う必要があり、実際、最高の性能を確保するため、セル設計は、電極の外平面が周囲ガスケットの平面に関して良好に定められたレベルにあることを必要とするということは明らかである。ガスケットの交換には、材料自体の費用の他に幾つかの欠点があり、実際、様々な厚さの金型を備える必要がある。これらの金型は、一つ一つが非常に高価である。更に、ガスケットの厚さが大きくなるということは、圧縮時のクリープが大きいということを意味する。これは、例えばポリマー膜電気分解装置の場合、増加したクリープのため前記ガスケット間に配置された膜に高い応力が加わり、従って破れる危険が高いため、特に都合が悪い。
【０００５】
リブ等の突出部が設けられた膜型電気分解装置のメッシュ電極を交換するため、従来技術に従って適用された様々な手順の概要が米国特許第５，４５４，９２５号に例示されている。この特許に記載されており且つ関連した図１に示す一実施例によれば、失活したメッシュを様々な方法で切断し、残留ストリップを残し、新たに活性化したメッシュをこのストリップに溶接する。換言すると、上文中に説明した従来技術の特定の実施例は、続いて行われる再活性化の各々について、セルの後壁と電極平面との間の距離の増大による悪影響を受ける。膜型電気分解装置の場合、セルの寿命中、様々な再活性化サイクルを行わなければならず、これと関連して後壁と電極平面との間の距離が変化し、従って、夫々の周囲ガスケットの厚さが変化するということに着目しなければならない。変形例によれば、メッシュを、それが固定された突出部の一部とともに完全に切除する。次いで、引用した文献の図２、図３、及び図４の順で示すように、直角に溶接されたメッシュ、又は直角に曲げられたメッシュ又は有孔シートを備えた予め組み立てた金属ストリップでできたアングル状エレメントを適用する。次いで交換電極をアングル状エレメントに溶接する。この種の実施例は、後壁と電極平面との間の距離が大きくなるという問題点も、メッシュの切断の問題点も解決しないということは極めて明らかである。この他にも、添付図面に示す実施例によるアングル状エレメントは、突出部に当接しなければならない表面と電極を支持する表面との間の９０°の角度に対する所望の許容差を得るのが困難であるという欠点がある。メッシュを金属ストリップに溶接することによって得られる予め組み立てたエレメントの場合、必要な許容差を伴う溶接手順は、明らかに非常に困難である。メッシュ又は曲げたシートの場合、結果的に得られたエレメントの剛性は、完全に直角に曲げられた状態を維持するには不十分である。更に、更に重要な特徴は、アングル状エレメントを突出部の残りの部分に結合するために行われる溶接が複雑であるということである。溶接部は、十分な導電性を確保するため、突出部の残りの部分の全面に沿って実質的に連続していなければならない。引用文献の図５に示す実施例は、更に不利であり且つ問題がある。この実施例では、アングル状エレメントは、失活した電極を取り外すときに完全に取り外される突出部に予め存在する角度をガイドとして使用しないように組み立てられる。このようにして、アングル状エレメントの突出部への溶接は、上述の問題、即ち非常に厳密な許容差を維持するという問題点に加えて更に困難であり、突出部の主軸線とアングル状エレメントの主軸線との間の平行を考慮に入れなければならない。電極平面上にある突出部の残りの部分の拘束を除去するということは、別の言い方をすると、アングル状エレメントの二つの主平面の直交性が与えられていない場合、セルの後壁と電極平面との間の平行が、二つの方向で、上文中に説明したように突出部の主軸線に沿って、及び前記軸線に関して垂直方向にずれるということを意味する。両方の場合において、前記ずれの最も明らかな結果は、膜の一端が最大で穴が穿く程に圧縮され、他端の膜−電極隙間が大きくなり過ぎる危険���あるということである。
【０００６】
最後に、米国特許第５，４５４，９２５号に例示の電極交換手順は、支持構造の突出部が、突出部が連続した輪郭で形成されたセルの設計について何の表示も与えられていないけれども、例えば導電性コアの直接型成形によって得られた互いに離間されたスペーサを含む場合、又はドイツ国特許第ＤＥ１９８　５０　０７１号に記載された波形シートによって形成されたチャンネルを含む場合にしか適用できないということに着目しなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、更新可能な電極構造を持つ電気化学的セル設計を提供し、従来技術の問題点を解決することである。詳細には、本発明の目的は、突出部の構成が設けられ、突出部の末端表面の少なくとも一部分が共通の平面内にある後壁、及び共通の平面内にある前記末端表面と直接的に又は中間エレメントによって接触させた一つの電極又は電極の構成を含む少なくとも一つの更新可能な電極構造を有する電解質セルにおいて、前記電極又は前記電極の構成の電極の少なくとも部分が取り外し自在であり、後壁からの元の距離を維持したまま、実質的に等価の電極と一回又はそれ以上交換できることを特徴とする電解質セルを提供することである。別の特徴では、本発明の目的は、消耗した電極を完全に取り外し、新たな電極を装着する工程を含む、電解質セル内部の電極を交換するための方法において、構造を切断するだけで消耗した電極を取り外す工程、及び新たな電極を元の接触表面に溶接する工程を含むことを特徴とする方法を提供することである。
【０００８】
別の特徴によれば、本発明の目的は、消耗した電極の全体を取り外す工程、及び新たな電極を設置する工程を含む、電解質セルの電極を交換するための方法を提供することである。この方法は、後壁と電極との間に一定の距離を維持するのに適した突出部が設けられた任意のセル設計に適用できる。前記突出部は、互いに別々の部品でできているか或いは適当に形成した連続した輪郭によって形成されている。
【０００９】
更に別の特徴によれば、本発明の目的は、任意の周囲ガスケットの交換を必要としないで、又は周囲ガスケットをそれらの厚さを変えないで交換することによって、電解質セルの電極を交換するための方法を提供することである。
【００１０】
特定の実施例によれば、本発明の目的は、除去した電極に切断又は他の損傷を加える必要なしに電解質セルの電極を交換するための方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも一つの更新可能な電極構造を持つ電解質セルであって、電極構造は、突出部を含む少なくとも一つの構成を備えた後壁を有し、突出部は、後壁とは反対側が、同じ平面内にある末端表面によって画成され、前記末端表面と接触した一つの電極又は電極の構成が同じ平面内にあり、かくして多数の接触表面を画成する、電解質セルにおいて、前記接触表面の各々の部分が拘束されておらず、前記一つの電極又は電極の構成が突出部の前記末端表面に例えば溶接によって前記末端表面の周囲領域だけで固定されている、ことを特徴とする電解質セルを提供する。
【００１２】
別の特徴では、本発明は、電解質セルの電極又は電極の構成を交換電極又は電極の構成と交換するための方法であって、電解質セルは、突出部の少なくとも一つの構成を備えた後壁を持つ少なくとも一つの隔室を含み、突出部は後壁とは反対側が、同じ平面内にある末端表面によって画成され、交換されるべき前記電極は、同じ平面内にある末端表面と接触し、かくして接触表面を画成し、前記接触表面の各々の少なくとも部分が拘束されておらず、交換されるべき前記電極は突出部の前記末端表面に例えば溶接で前記末端表面の周囲部分だけで固定されている、方法において、
交換されるべき前記電極に固定された部分を除去すると同時に拘束されていない末端表面の大部分が除去されないように突出部の前記末端表面の部分を切断する工程、及び
前の切断工程中に除去されなかった突出部の末端表面の部分に前記交換電極を位置決めし、前記交換電極を前記残りの末端表面に、好ましくは前記残りの末端表面の周囲部分に固定する工程を含む、ことを特徴とする方法を提供する。
【００１３】
本発明のこれらの及び他の特徴を以下の例に例示するが、これらの例は如何なる方法でも本発明の範囲を限定しようとするものではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって定義される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
例１
本発明の電解質セルの第１実施例を図１に示す。後壁（１）によって画成された更新可能な電極構造では、平らな電極（２）が少なくとも一つの突出部（３）により所定距離のところに固定されている。この突出部は後壁に固定されたスペーサを含み、繰り返し支持エレメントを構成する。電極は、拘束部（４）、例えば後壁とは反対側のスペーサの表面であるスペーサの末端表面と電極との間の接触表面に亘る溶接部によって、スペーサに固定されている。図示のように、前記拘束部は、前記末端表面の周囲領域に位置決めされ、電極と接触したスペーサの末端表面の残りの部分は電極に全く固定されておらず、そこに当接しているに過ぎない。図１は、更に、周囲ガスケット（６）を備えたセルエレメントの周囲フランジ（５）を示す。最も一般的な場合では、フランジ及び後壁は、パン状に形成された単一の構造エレメントの部分である。他の実施例では、フランジ及び後壁は、単一のエレメントで一体化されていなくてもよく、他の介在エレメントが存在してもよい。スペーサと接触していない方の表面である電極の外面は、好ましくは、周囲ガスケットの外面に関して所定の予め決定されたレベルにある。別の好ましい実施例では、電極の外面は、上文中に説明したようにガスケットの厚さを画成するため、フランジに関して所定のレベルのところにある。電極を交換するための本発明による方法によれば、電極（２）を交換しなければならない場合、例えば電極の触媒コーティングが失活したため又は他の理由によりその交換が示唆された場合、スペーサ（３）を線（７）に沿って切断し、かくして電極の交換を可能にする。切断は、外部から、例えばレーザービームによって行うことができ、線（７）を対応して延長することにより電極をこれと同時に切断することによって行うことができる。電極の除去後に起こる状況を図２に示す。
【００１５】
図３は、拘束部（４’）、例えば溶接部によるスペーサの末端表面の残りの部分への交換電極（２’）の固定を示す。溶接は、好ましくは、スペーサの末端表面の周囲領域で行われ、電極とスペーサとの間の接触表面の部分を拘束されていないままに残す。スペーサの末端表面の小さな部分を徐々に除去することによって、続いて行われる交換を上文中に説明した方法に従って行う方法が明らかである。明らかに、スペーサの末端表面が大きければ大きい程、交換回数を多くできる。
【００１６】
図１、図２、及び図３は、輪郭がＺと関連した特定形状のスペーサを示す。この形状は、明らかに、本発明のこの特定の実施例を実施できるようにする形状の一つに過ぎないが、輪郭がＴ、Ｃ、又は逆Ｈ等と関連したスペーサも同様に使用できる。
【００１７】
幾つかの場合におけるように、スペーサの末端表面は比較的大きいのがよく、通常は、末端表面に穴やチャンネル等の孔又は開口部を設けるのが有利である。これは、特に、例えばメッシュ、有孔シート、エキスパンデッドメタルの形態で電極も有孔である場合に有利である。このようにして、スペーサと電極との間の大きな接触面積により、電解質セルの流動学的挙動に悪影響が及ぼされないようにし、膜型セルの場合には、主として、膜が局所的に詰まり、及びかくして濃度及び電流の危険な勾配が発生することがないようにする。濃度及び電流の危険な勾配は、多くの場合、膜を局所的に破損する。
【００１８】
例２
本発明の電解質セルの第２実施例を図４に示す。後壁（１）によって画成された更新可能な電極構造では、平らな電極（２）が、繰り返し支持エレメントを構成する一つの突出部（３）により所定距離のところに固定されている。突出部（３）は二つの別々のエレメントでできている。後壁に固定された第１エレメントは、例えば、流体をドイツ国特許第ＤＥ　１９０　５０　０７１号の開示に従って循環するためのチャンネルを形成する波形シート等の圧伸成形品（８）でできている。別の態様では、圧伸成形品（８）は、従来技術の別の方法に従って、例えばシートの冷間プレスによって、別の範疇で得ることができる。圧伸成形品（８）の突出部分に例えば溶接で固定された第２エレメントは、突出部の接触表面を構成する平らなエレメント（９）である。この平らな接触エレメント（９）は、膜型セルの場合の目詰まり現象及びセルの流動学的動揺の両方が起こらないようにするため、好ましくは、上文中の説明に従って、孔又は開口部を備え、例えば有孔であり又は溝付きである。
【００１９】
電極は、拘束部（４）、例えば、電極と突出部の末端表面との間の接触表面に亘る溶接部によって各突出部に固定されている。この接触表面は、例えば、電極と平らな接触エレメント（９）との間の接触表面である。添付図面に示すように、前記拘束部は、前記末端表面の周囲領域に位置決めされ、電極と接触した平らな接触エレメント（９）の残りの部分は、電極に全く固定されておらず、そこに当接しているに過ぎない。図４は、更に、周囲ガスケット（６）を備えたセルエレメントの周囲フランジ（５）を示す。最も一般的な場合では、フランジ及び後壁は、パンとリンクできる独特の構造エレメントの一体の部分である。他の実施例では、フランジ及び後壁は、単一のエレメントで一体化されていなくてもよく、介在エレメントが存在してもよい。突出部と接触していない方の表面である電極の外面は、好ましくは、周囲ガスケットの外面に関して所定の予め決定されたレベルにある。好ましい実施例では、電極の外面は、上文中に説明したようにガスケットの厚さを画成するため、フランジに関して所定のレベルのところにある。本発明の電極を交換するための方法によれば、この第２実施例の場合でも、電極（２）を交換しなければならない場合、例えば触媒コーティングが失活したため又は他の理由によりその交換が示唆された場合、突出部（３）を線（７）に沿って切断し、かくして電極を除去できるようにする。切断は、外部から、例えばレーザービームによって行うことができ、線（７）を対応して延長することにより、電極をこれと同時に切断することによって行うことができる。電極の除去後に起こる状況を図５に示す。
【００２０】
図６は、突出部の末端表面と一致する平らな接触エレメント（９）の残りへの拘束部（４’）、例えば溶接による交換電極（２’）の固定を示す。溶接は、好ましくは、スペーサの末端表面の周囲領域で行われ、電極とスペーサとの間の接触表面の大部分を拘束されていないままに残す。このように、これに続いて、スペーサの末端表面の小さな部分を徐々に除去することによって、上文中に説明した方法に従って交換を行う方法が明らかである。明らかに、スペーサの末端表面が大きくなればなる程、多くの交換回数が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の電解質セルの第１実施例の側面図である。
【図２】
本発明の電解質セルの電極を第１実施例に従って交換するための方法の続いて行われる工程を示す、消耗した電極構造の取り外しを示す図である。
【図３】
本発明の電解質セルの電極を第１実施例に従って交換するための方法の続いて行われる工程を示す、本発明による交換電極の位置決めを示す図である。
【図４】
本発明の電解質セルの第２実施例の側面図である。
【図５】
本発明の電解質セルの電極を第２実施例に従って交換するための方法の続いて行われる工程を示す、消耗した電極構造の取り外しを示す図である。
【図６】
本発明の電解質セルの電極を第２実施例に従って交換するための方法の続いて行われる工程を示す、本発明による交換電極の位置決めを示す図である。
【符号の説明】
１　後壁
２　平らな電極
３　突出部
４　拘束部
５　周囲フランジ
６　周囲ガスケット
７　線
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004513230.tif 000026
2004513230.tif 000027