(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽のそれぞれの側壁の上に配置され、金属の電解回収に使われる直列接続型の電解槽のブスバー構造物において、
前記槽の主ブスバーは該槽の長手方向に、連続したふくらみ部を複数有し、それらのふくらみ部の高さは異なり、一方の槽内の陽極の非切欠き支持用ラグを一方のふくらみ部で支持し、隣接する槽の陰極の非切欠きラグを他方のふくらみ部で支持し、
該ブスバー構造物は、導電性材料で作られた電位平衡バーである連続する支持要素を前記槽の長手方向に、かつ前記主ブスバーから絶縁して有し、該支持要素は、主ブスバー上にはない電極の支持用ラグの第一の端部を、主ブスバー上に支持されている当該電極の第二の端部と同じ高さで、該電極の第一の端部と導通した状態で支持することを特徴とするブスバー構造物。
【請求項２】
請求項１に記載のブスバー構造物において、連続する絶縁体プロファイルは、前記主ブスバーのふくらみ部の間に配されていることを特徴とするブスバー構造物。
【請求項３】
請求項２に記載のブスバー構造物において、前記電極の一方の支持要素を、前記主ブスバーの前記ふくらみ部間にある前記連続する絶縁体プロファイルの上に配し、該支持要素は、前記主ブスバーの高い方のふくらみ部と本質的に同じ高さにあることを特徴とするブスバー構造物。
【請求項４】
請求項１に記載のブスバー構造物において、前記主ブスバーは、前記槽の側壁の幅の一部分の上にのみ広がることを特徴とするブスバー構造物。
【請求項５】
請求項１に記載のブスバー構造物において、前記側壁の幅の少なくとも一部は、連続する絶縁材で覆われることを特徴とするブスバー構造物。
【請求項６】
請求項１に記載のブスバー構造物において、前記連続する絶縁材を前記槽の側壁上へ配し、その上に前記主ブスバーを配することを特徴とするブスバー構造物。
【請求項７】
請求項４に記載のブスバー構造物において、前記電極支持要素の他方の支持要素は、前記主ブスバーの外側の前記絶縁材料の上に配され、前記主ブスバーの低い方のふくらみ部と同じ高さであることを特徴とするブスバー構造物。
【請求項８】
請求項１に記載のブスバー構造物において、同じ高さに位置する前記主ブスバーの低い方の前記ふくらみ部および前記支持要素は、前記槽の壁の縁の近くに配置されることを特徴とするブスバー構造物。
【請求項９】
請求項１に記載のブスバー構造物において、同じ高さに位置する前記主ブスバーのふくらみ部および前記支持要素は、前記側壁の中央部からほぼ同じ距離に配置されることを特徴とするブスバー構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、電解槽のブスバー構造物に重点をおいたものである。この電解槽ブスバー構造物は、金属の電解による回収のためのものであり、電極間の空隙、すなわち間隔を自由に選んで変えることができるように全体が形作られている。本構造物のすべての部品の断面は槽の長手方向に一定である。
【０００２】
銅、ニッケルおよび亜鉛などの金属の電解回収用に設計されたタンクハウスには一般的に多数の電解槽が置かれている。電解槽はグループ内で直列に連結されて、一つの槽内の陽極が次の槽内の陰極ヘ高導電性ブスバーによって電気的に接続されるようになっている。高導電性ブスバーは一般的には銅製で、タンク間の仕切り壁上にある。このような配列はウォーカーシステムとして知られている。
【０００３】
この構造物は通常切欠き絶縁バーも含んでおり、それがブスバーの上に来るようにして、前の槽の陰極と次の槽の陽極をブスバーから分離するようにしている。このような構造は必要である。なぜならば、そうしないとタンク内のすべての電極が電気的に結合し、そのため電流が電解液中を流れなくなるからある。
【０００４】
従来技術のブスバーにおいて、側壁は、断面が半円形もしくは三角形でブスバーに沿って長いふくらみ部を通常、特徴としている。それらのふくらみ部は連続しているか、もしくは絶縁ブスバーの場合は不連続のいずれかである。ブスバーに接触する電極はこれらのふくらみ部の上へ降される。これらのふくらみ部のアイデアは第１に、ブスバーを硬化させることと、第２に、バーと電極との間に線接触を形成することにある。
【０００５】
絶縁バーは、横を向いているブラケットを有し、ブラケットは、ブスバーの不連続なふくらみ部の間、もしくは連続したふくらみ部の上のいずれかに来る。ブスバーと接触しない電極はこれらの絶縁ブラケットの上に降ろす。
【０００６】
米国特許第 3,682,809号の図１に開示されたブスバー構造が以前から知られている。その図１においてブスバーは連続している。しかし、電極支持ラグは、ブスバーの上に配される側を切り欠いている。同図によれば、同一の電極の支持部材の長さがさまざまである。しかし、同図は２つの隣接するタンクの電極をどのようにしてブスバーおよび絶縁バーに対して配置するかについては示していない。
【０００７】
従来のブスバーの構造の場合および切欠き電極の場合、次の欠点が常にある。
−  各電極の回路への電気接続が１つの接点に基づいている。その接触の質（良接触／不良接触）が大きく変化するので、電極間の電流の分配が不均一になる。
−  切欠き銅製バーが用いられる場合、その製造コストが非切欠きのものの場合よりも大きくなる。逆に非切欠きブスバーが用いられる場合、電極は絶縁ブスバーのために水平姿勢にはならない。
−  切欠き電極の製造は非切欠きのものよりも高価である。
−  槽へ導入する場合、ブスバーに対して正確な位置になるように切欠き電極を横方向に非常に注意深く槽へ降下させる必要がある。
−  切欠き絶縁バーおよび、場合によっては銅製ブスバーのため、電極をブスバーに対して長手方向に正しい位置になるように非常に注意深く槽へ降下させなければならず、これによって電気的接触および分離が正しく行なわれる。ブスバーの熱膨張が問題を引き起こす可能性がある。
−  切欠きブスバーは電極間の間隙を、すべてのブスバーおよび絶縁バーを交換せずに変えることはできない。非切欠き銅製ブスバーを有する電極間の間隙を変えるには絶縁バーの交換を必要とする。
−  切欠き絶縁バーのため、実際にはブスバーの洗浄には常に洗浄中は絶縁バーを外す必要がある。このことが特に機械洗浄をかなり困難にしている。
−  切欠きブスバーは比較的薄く作る必要があるため、総じてかなり弱く、寿命が短い。
【０００８】
ここで述べる本発明は、従来の構造物の上述の欠点を解消するブスバー構造物を達成することを目的とする。本発明によるブスバー構造物において、高導電性主ブスバーを電解槽の側壁の上に設置し、手前の槽の陽極を隣接する槽の陰極に電気的に接続して、タンクを通常の方法で直列に接続するようにしている。この主ブスバーは、連続した異なる高さの左右のふくらみ部を有して、電極のうちの一方の組、陽極もしくは陰極、が槽内で他方よりも低く下にくるようにしている。支持要素も電解槽の側壁の上に取り付けられ、これらが電極を、主ブスバーに接触していない側で支持している。これらの支持要素は主ブスバーから電気的に絶縁されており、有利にはそれらは導電材料のものにして、それらが、槽内で同一符号の電極間の電位を平衡させるようにする。この主ブスバーと、支持要素と、絶縁材はすべて、長手方向に槽と一体化されており、それらの全長にわたって一定の断面を有する。本発明の主たる構成要件は添付の特許請求の範囲に明らかにされている。
【０００９】
主ブスバーの左右のふくらみ部は異なる高さにあり、ある電極、例えば陽極が槽内で他の電極、すなわちこの場合は陰極よりも少し低く下になるようにする。実際上は、槽の一方の側の主ブスバーの低い方のふくらみ部および槽の他方の側の低い方の支持要素は、高い方のものよりも槽の中心線に近く、そのため、低い方に位置する電極の支持ラグを上方に位置する電極のそれらよりも短くし、上方のふくらみ部および支持要素を槽の壁の中心線の近くに配置して、それらを低い方のものよりも槽自体の中心線からさらに遠くへと離す。必要な場合、これを反対の方法で行なうことができる、すなわち陰極を低い方のふくらみ部上に、陽極を高い方のものの上に配置する。主ブスバーのふくらみ部は連続しており、それらの上には絶縁ブラケットはない。連続もしくは一体化と言う用語は、電極を配置するために材料を切り欠くことはしないこと、および材料が槽の長さにわたって本質的に同じ強さであることを意味している。電極支持ラグも切り欠きされていない。
【００１０】
高い方の電極の支持要素は主ブスバーの上であって、当該主ブスバーのふくらみ部の間に置く。この支持要素は電位平衡バーであることが最も好ましく、主ブスバーから絶縁材によって絶縁する。このバーおよび絶縁材は共にそれぞれの長さ全体にわたって一定の断面を有する。このバーは主ブスバーの高い方のふくらみ部と同じ高さにあって、主ブスバー上には無い高い方の電極の支持ラグの間に電気的接続を形成する。
【００１１】
電位平衡バーであることが同様に好ましい低い方の電極支持要素は主ブスバーの外側に置かれ、槽の縁に沿った主ブスバーの高い方のふくらみ部の隣であって絶縁材の上に置かれる。このバーおよび絶縁材は共にそれぞれの長さ全体にわたって一定な断面を有する。このバーは主ブスバーの低い方のふくらみ部と同じ高さにあり、主ブスバー上には無い低い方の電極の支持ラグ間に電気的接触を形成する。この電位平衡バーの下の絶縁体を、主ブスバーと槽の側壁との間にある絶縁体と一体化してもよい。
【００１２】
従来技術に比して、本発明に示すブスバーの方法は少なくとも次の利点を提供する。
−  絶縁プロファイルばかりでなく、主ブスバーと電位平衡バーの両方とも切欠きが無く、一定不変の断面を有し、それによって電極の分布を、ブスバーに接触する必要なしに自由に変えることができる。
−  洗浄すべきすべての面が連続しており、１つの材料からなるため、ブスバーの機械洗浄が簡単である。ブスバー構造物を洗浄のために分解する必要がない。−  ブスバー構造物が丈夫で、長持ちする。
−  電位平衡バーによって、各電極に電気回路との２つの接点が設けられる。一つの電極が主ブスバーと接触し、主ブスバーが平均よりも劣っている場合、並列に並んだ電極が、電位平衡バーによって電流の分配を均一にして、さらに均一な電流の分配を得る。
−  電極を常に真直にすることができる。
−  たとえ電極をタンクの中へ、ブスバーに対して左右方向および長手方向に正しい場所に注意深く降さない場合でも、電気接点および絶縁体が常に正しく生成される。ブスバーの熱膨張によって問題は生じない。
【００１３】
添付の図面において本発明を更に正確に説明する。
【００１４】
図１によれば、陽極および陰極は電解槽Ａの中へ、同様に槽Ｂの中へすでに降されており、同図にはそれらの支持用ラグのみが見える。同図において、最前部の陽極１は、背後にある陰極２よりも低く下にある。一般の場合のように、陽極と陰極が槽内に交互に置かれる。陽極および陰極は共に支持用ラグ３および４により、電解槽の側壁５に置かれた本発明のブスバー構造物へ支持される。側壁とは、それが１つ、あるいはそれ以上の隣接部品から成るかどうかを問わず、２つの隣接するタンク間の側壁を意味する。
【００１５】
図２は、主ブスバー６が、側壁５上にある絶縁板７の上にどのように置かれるかを更に正確に示す。主ブスバーの下に絶縁板を用いることは不可欠ではないが、実用的配慮として推奨される。この主ブスバーは側壁の上に丁度槽の長さに沿って延びている。主ブスバーの下面は水平であり、上面の中央部も同じようにすることができるが、そのバーの両縁には異なる高さの２つの連続したふくらみ部もしくは隆起部が立ち上がって、縦長に上方へ突き出ている。それらのふくらみ部をさまざまな形にすることができるが、例えば半円形の断面を有するふくらみ部が適する。図２の場合、槽Ａ内の陽極の支持用ラグ３は低い方のふくらみ部８上に配され、槽Ｂ内の陰極の支持用ラグ４は高い方のふくらみ部９の上に配されている。切り欠きをしないで、電極の支持用ラグの下縁部を連続にする。これらのふくらみ部に適した高さの差は通常５〜15mmであり、実用上の理由で、陽極が低い方の電極になるように選ばれることが多い。低い方のふくらみ部を槽の縁へ近付けて、高い方のふくらみ部を側壁の中央部の付近に配すると都合がよい。
【００１６】
連続した絶縁プロファイル10は主ブスバーのふくらみ部８および９の間にブスバーの全長にわたって配され、かつそのプロファイルの上には槽Ａの陰極の支持要素11が配される。その支持要素はこの場合導電性電位平衡バーである。槽Ａの他方の側の陰極の支持用ラグ（図示しない）は次の槽の主ブスバーの高い方のふくらみ部上に支持されているため、電位平衡バー11の上部は主ブスバーの上方のふくらみ部と同じ高さにされており、陰極がそれぞれの支持用ラグ４上で水平になる。
【００１７】
図２からもわかるように、主ブスバー６は槽の縁の全幅にわたって延びてはいないが、その縁の部分は絶縁板７によってのみ覆われている。槽Ｂの陽極の支持要素12は、この場合も電位平衡バーであるが、最も有利には主ブスバーの外側にある絶縁板の一部の上に配され、このようにして支持要素が、主ブスバーに支持されていない陽極支持用ラグを接続する。この支持要素が陽極の他方の端部の支持用ラグ３を主ブスバー上の支持用ラグと同じ高さにまで上げるような高さに支持要素は設置される。いずれの電位平衡バー上にも絶縁材は配されていない。それらのバーは望ましくは１つの材料、例えば断面が円形もしくは三角形の棒で作られる。
【００１８】
電極、すなわち陽極もしくは陰極のいずれに関しても支持要素として電位平衡バーを用いたくない場合は、そのバーを同様に作った絶縁材のプロファイルに替え、もしくは電極の支持用ラグを正しい高さに保つように直接その絶縁材を成形することができる。しかしその場合、上述の利点のうちのいくつかが失われる。
【００１９】
上述のように、主ブスバーは槽の側壁の全幅にわたって延びてはいないが、側壁の幅の半分よりも幾分長い。電極支持要素の両方を、主ブスバーの電極支持要素に対応するふくらみ部と同様に側壁の中心線からほぼ同じ距離に設置することが最善である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるブスバー構造物を有する電解槽の断面図である。
【図２】  ブスバー構造物の更に詳細な図を示す。
【図１】
0004377056.tif 000002
【図２】
0004377056.tif 000003