JP2006176801A - 鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便に設置可能で、設置コストや時間を大幅に軽減することができ、絶縁不良や接触不良等のない実用的な鉄イオン供給装置用槽型電解装置を提供する。
【解決手段】 電解槽中に複数の鉄電極板を電気伝導金具を介して交互に陰極と陽極とに電気的に接続して配置し、該鉄電極板に直流電流を供給して該鉄電極板から鉄イオンを発生させる鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置において、上記鉄電極板４と上記電気伝導金具１０とが締結用部品により一体化されていることを特徴とする鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置１を採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置に関し、詳しくはコンパクトなカートリッジ型で簡便に設置可能であり、併せて部材の接触不良による発熱や溶解や絶縁不良等が防止された鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置に関する。

多くの火力又は原子力発電プラントでは、冷却水として海水を使用しているため、復水器等の海水使用機器の冷却管には、耐食性、伝熱性及び価格の点からアルミニウム黄銅管が用いられている。しかし、アルミニウム黄銅管は海水に対して完全な耐食性がないため、海水による腐食から保護する必要がある。

従来、これらの冷却管を海水による腐食を防止する手段として、硫酸第１鉄の注入により保護被膜を形成する方法がなされている。

しかしながら、近年、環境保全の観点から海水に対する規制は強化される傾向にあり、硫酸第１鉄の注入も次第に制限される方向になってきている。また、硫酸第１鉄溶液は極めて不安定であるため、注入時にその都度溶解させる必要があり、注入管理に人手を要する。

この硫酸第１鉄の注入に代わる手段として、鉄を電気分解して鉄イオンを供給する鉄電解法が採用されている。

この鉄電解法において、鉄材の消耗時における支持強度を確保すると共に、消耗時の交換作業を軽減し、安全性を確保すること、及び鉄材を低電圧で最後まで有効に消耗させて使用することは省力化、省資源上又は安全性の確保の点で極めて重要である。

この鉄電解法に用いられる鉄イオン供給装置を図３に示す。鉄イオン供給装置は、槽型鉄電解装置（電解槽）、直流電源装置、海水供給ポンプ、ストレーナ、流量計及び海水配管から主として構成されている。海水配管より海水を取水した後、電解槽を経由して鉄イオンを含む海水を海水配管に戻すシステムで、大容量の処理施設又は海水供給を停止することができない装置に対して適用される。

このような槽型電解装置としては、種々提案されている。例えば特許文献１（実公昭５９−３５５８３号公報）には、複数からなる鉄板の両側端部及び海水入口部を絶縁材で覆うことによって、鉄板の両側端部及び海水入口側端部に非溶出部を形成させた鉄電解装置が記載されている。このような鉄電解装置により鉄板（鉄電極板）の支持強度を確保し、さらに電解スケールが付着するのを防止させて水の流路を確保できるとされている。

特許文献１に示されるような鉄電解装置の縦断面図を図４に、またそのＡ−Ａ部分の部分横断面図を図５にそれぞれ示す。なお、図４及び図５において、後述する図１及び図２と同一の符号は同一のものを示し、１１は案内板、１２は絶縁キャップ、１３は取付ボルトをそれぞれ示す。

図４及び図５において、鉄電極板４の側面にはジャンピング電流を防止するため断面がコ字状の一対のＦＲＰ製案内板１１が設けられており、鉄電極板４の端面がこの案内板１１により嵌合、固定されている。この案内板１１は電解槽胴２と接続するための多数のボルトが必要である。このため、電解槽胴２内面のライニングにボルトのための穴をあけることが必要になる

また、鉄電極板４，５の上端部には、断面コ字状の遮蔽板７により嵌合、固定されており、鉄電極板４の側面にも遮蔽板７が配されている。

電気伝導金具１０は鉄電極板の４，５の側面に位置しており、鉄電極板４，５と電気的に導通している。

また、特許文献２（特公平２−２５９９２号公報）には、電解槽内部を複数の電解室に分割すると共に、各電解室内の鉄電極群ごとに結線材を設け、これら結線材を槽外の直流電源装置に接続した槽型鉄電解防食槽が記載されている。この装置により各電解室を単独あるいは同時に電解可能とし、適正な陰極電流密度を維持しつつ初期被膜形成時及び安定被膜維持時の各場合に見合った鉄イオンを供給することができるとされている。

しかし、特許文献１及び特許文献２に示されるような槽型電解装置は、鉄板（鉄電極板）を一枚毎に現場設置していたため、多大な時間や人手を要していた。また、ＦＲＰ製案内板を鉄電極板に挿入することで鉄電極板を固定していたが、ＦＲＰ製案内板と電解槽を接続するためのボルト数が多くなる。このボルトはゴムライニングに穴を開けて設けているため、この部分のライニングが電解槽との絶縁不良を生じる場合があった。さらには、電気伝導金具を海水中となる部分で接続していたため、接続部の汚れによる導通不良が発生し、発熱、溶解することがあった。

一方、特許文献３（特開平８−２０９３６７号公報）には、鉄電極を電解槽本体と絶縁して設置した基部と、該基部に導通して固定した鉄電極と、該基部に絶縁して該鉄陽極の外周部に固定した陰極とから一体的に構成した鉄電解装置が記載されている。このような鉄電解装置により電解槽内部構造材へのエレクトロコーティングの付着解消、鉄電極交換作業の簡易化、鉄電極の利用率向上化が達成できるとされている。

この特許文献３に示される槽型電解装置は、基部のみで陽極や陰極を保持しているため、強度的に問題があり、しかも、このような構造は現場施工が非常に困難である。さらに、このような電解装置は、陽極及び陰極が一定であるため極性転換ができない。

上述のように、簡便に設置可能で、絶縁不良や部材の接触不良による発熱や溶解を回避できる槽型電解装置は得られていない。

実公昭５９−３５５８３号公報 特公平２−２５９９２号公報 特開平８−２０９３６７号公報

従って、本発明の目的は、簡便に設置可能で、設置コストや時間を大幅に軽減することができ、絶縁不良や接触不良等のない実用的な鉄イオン供給装置用槽型電解装置を提供することにある。

本発明者らは、検討の結果、鉄電極板と電気伝導金具を一体化し、さらにこれらをカートリッジ型とすることにより、現場で各々を設置する必要がなく、上記目的が達成し得ることを知見した。

すなわち、本発明は、電解槽中に複数の鉄電極板を電気伝導金具を介して交互に陰極と陽極とに電気的に接続して配置し、該鉄電極板に直流電流を供給して該鉄電極板から鉄イオンを発生させる鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置において、上記鉄電極板と上記電気伝導金具とが締結用部品により一体化されていることを特徴とする鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置を提供するものである。

上記鉄電解装置において、上記複数の鉄電極板及び上記電気伝導金具がカートリッジ型であることが望ましい。このように複数の鉄電極板及び電気伝導金具をカートリッジ型とすることによって、現場で各々を一枚ごとに現場設置する必要がなく、槽内に一括挿入できる。

上記鉄電解装置において、上記複数の鉄電極板は積層状であり、各々の鉄電極板は隣接する鉄電極板とは長手方向においてずれた位置に配置され、かつ該鉄電極板と隣接する２枚の鉄電極板同士は長手方向において同一の位置に配置され、該複数の鉄電極板はその端部の平面形状が全体として凹凸をなし、鉄電極板の凸部において溝型の遮蔽板に嵌合されていることが望ましい。このような構造を採ることによって、案内板が不要となり、これに基づく不具合が解消され、かつジャンピング電流を防止できる。

上記鉄電解装置において、上記電気伝導金具が上記電解槽の蓋部に突出していることが望ましい。このことにより、海水中で電気伝導金具の接続部分を設けることによる不具合を解消できる。

本発明に係る鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置は、簡便に設置可能で、設置コストや時間を大幅に軽減することができる。特に、カートリッジ型とすることにより現場設置にかかるコスト及び時間が一層軽減することができる。また、鉄電極板を積層状にし、鉄電極板の凸部において溝型の遮蔽板に嵌合させることによりＦＲＰ製案内板が不要となり、電解槽と接続するための多数のボルトも不要であるので、このボルトに起因する電解槽の絶縁不良が回避できる。さらに、電気伝導金具が上記電解槽の蓋部に突出させることにより、海水中となる部分での電気伝導金具の接続が不要となり、接続部汚染による導通不良による発熱、溶解を防止できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１は、本発明に係る鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置１の一実施形態を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ部分の横断面図である。

図１及び図２において、槽型電解装置１の外面は、電解槽胴２と上部外周の電解槽蓋３とによって構成され、電解槽胴２と電解槽蓋３は鋼材からなり、その内面はゴムライニングされている。

電解槽胴２内には、複数の鉄電極板４，５が配置されている。この複数の鉄電極板４，５は積層状である。そして、図２の中で、鉄電極板４は隣接する鉄電極板５とは長手方向において位置がずれるように配置され、かつ該鉄電極板４と隣接する２枚の鉄電極板５ａ，５ｂ同士は長手方向において同一の位置に配置されている。該複数の鉄電極板４，５はその端部の平面形状が全体として凹凸をなし、鉄電極板４の凸部において溝型の遮蔽板６に嵌合されている。また、鉄電極板５ａ，５ｂの側面にも遮蔽板７が配されており、鉄電極板４，５は支持ボルト８及び支持ボルト用スリーブ９によって支持されている。

図１及び図２に示されるように、鉄電極板４は、電気伝導金具１０と一体化され、かつカートリッジ型となっている。この一体化は、植込みボルトなどの締結用部品を用いる方法により行う。この電気伝導金具１０は、給電部に使用する金具で、銅又は銅合金にチタンを被覆して、更にポリ塩化ビニルなどの電気絶縁性樹脂により被覆した積層構造の複合材料からなる。また、この電気伝導金具１０は、電解槽蓋３に突出しており、電解槽胴２内に接続箇所を有しない。

このように鉄電極板４と電気伝導金具１０とを締結用部品を用いて連結し、一体化させることで、電気伝導金具と鉄電極板とを連結するのに、溶接を用いる等の現場作業を必要としない。また、電気伝導金具１０は、上記のように海水中で接続部分を設けないので、接続部の汚染、劣化による接触不良に起因する発熱、溶解を防止することができる。さらに、電気伝導金具１０は、銅又は銅合金を使用しているために強度が増加しコンパクト化することが可能になり、高価な材料であるチタンの使用量が少なくすむためコスト低減が図れる。

また、鉄電極板４と電気伝導金具１０を一体化したカートリッジ型であるので、電解槽胴２中に一括挿入できるので、現場施工の手間や時間が軽減される。また、上述したように、ＦＲＰ案内板を使用していないので、電解槽胴２と接続するためのボルトが不要であるので、ボルトのためにライニングに穴を開ける必要がないので、電解槽胴の絶縁不良も回避できる。

上述したように、本発明に係る鉄電解装置は、下記のような効果を奏する。
（１）簡便に設置可能で、設置コストや時間を大幅に軽減することができる。
（２）カートリッジ型とすることにより現場設置にかかるコスト及び時間が一層軽減することができる。
（３）鉄電極板を積層状にし、鉄電極板の凸部において溝型の遮蔽板に嵌合させることによりＦＲＰ製案内板が不要となり、電解槽に接続するための多数のボルトも不要であるので、このボルトに起因する絶縁不良が回避できる。
（４）電気伝導金具が上記電解槽の蓋部に突出させることにより、海水中となる部分での電気伝導金具の接続が不要となり、導通不良による発熱、溶解が生じない。しかも、電気伝導金具がコンパクトになるので、その材料である高価なチタンの使用量を低減できる。

上述のような効果（１）〜（４）を奏する本発明に係る鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置は、海水を使用する熱交換器等に用いられる銅合金製冷却管の腐食防止に好適に用いられる。

図１は、本発明に係る鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ部分の横断面図である。 図３は、本発明に係る鉄電解法に用いられる鉄イオン供給装置を説明する概略説明図である。 図４は、従来の槽型鉄電解装置の一例を示す縦断面図である。 図５は、図４のＡ−Ａ部分の部分横断面である。

符号の説明

１：槽型鉄電解装置
２：電解槽胴
３：電解槽蓋
４、４ａ、４ｂ、５：鉄電極板
６、７：遮蔽板
８：支持ボルト
９：支持ボルト用スリーブ
１０：電気伝導金具

Claims (4)

1. 電解槽中に複数の鉄電極板を電気伝導金具を介して交互に陰極と陽極とに電気的に接続して配置し、該鉄電極板に直流電流を供給して該鉄電極板から鉄イオンを発生させる鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置において、
   上記鉄電極板と上記電気伝導金具とが締結用部品により一体化されていることを特徴とする鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置。
2. 上記複数の鉄電極板及び上記電気伝導金具がカートリッジ型である請求項１記載の鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置。
3. 上記複数の鉄電極板は積層状であり、各々の鉄電極板は隣接する鉄電極板とは長手方向においてずれた位置に配置され、かつ該鉄電極板と隣接する２枚の鉄電極板同士は長手方向において同一の位置に配置され、該複数の鉄電極板はその端部の平面形状が全体として凹凸をなし、鉄電極板の凸部において溝型の遮蔽板に嵌合されている請求項１又は２記載の鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置。
4. 上記電気伝導金具が上記電解槽の蓋部に突出している請求項１、２又は３記載の鉄イオン供給装置用槽型鉄電解装置。

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