電解裝置制造方法
電解裝置制造方法
【專利摘要】電解槽本體的上部的開口夾著密封部件被第一蓋體閉塞。第一蓋體的開口夾著密封部件被第二蓋體閉塞。第一蓋體的開口比電解槽本體的開口小。在第二蓋體的下表面一體地設(shè)置將電解槽本體內(nèi)分隔成陽極室和陰極室的隔壁。陽極室設(shè)置在密封部件的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。陽極在陽極室內(nèi)安裝于第二蓋體，且在電解槽本體的內(nèi)表面形成陰極。通過對電解槽內(nèi)的電解浴進行電分解，在陽極室中產(chǎn)生氟氣。也可在液體隔壁中形成多個圓形的貫穿孔。各貫穿孔具有從陽極室側(cè)的端部向斜上方延伸至陰極室側(cè)的端部的上表面。貫穿孔的陽極側(cè)端的上下方向的直徑被設(shè)定成電解浴能夠通過且氟氣以及氫氣的氣泡不通過的大小。貫穿孔的陰極側(cè)端的上下方向的直徑比貫穿孔的陽極側(cè)端的直徑大。
【專利說明】電解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及具備電解槽的電解裝置。
【背景技術(shù)】 [0002]以往，在半導(dǎo)體的制造工序等中，因材料的洗凈以及表面改質(zhì)等各種用途而使用氟氣。此時，既有使用氟氣自身的情況，也有使用基于氟氣而合成的NF3(三氟化氮)氣體、NeF(氟化氖)氣體以及ArF(氟化氬)氣體等各種氟系氣體的情況。
[0003]為了穩(wěn)定地供應(yīng)氟氣，通常使用對HF(氟化氫)進行電分解而產(chǎn)生氟氣的電解裝置。在這樣的電解裝置中，例如在電解槽內(nèi)形成由KF-HF(氟化氫鉀)系的混合熔鹽構(gòu)成的電解浴。通過電解槽內(nèi)的電解浴被電分解，從而產(chǎn)生氟氣。
[0004]例如，在專利文獻I中記載的熔鹽電解裝置具有電解槽，該電解槽由電解槽本體和上蓋構(gòu)成。通過隔壁，將電解槽的內(nèi)部分隔成位于電解槽中心部的陽極室和圍住該陽極室的陰極室。在陽極室中設(shè)置陽極，且在陰極室中設(shè)置陰極。在上蓋的大致中央部形成用于將陽極插入電解槽本體內(nèi)的開口部，且以覆蓋開口部的方式設(shè)置蓋體。在蓋體和上蓋之間存在氣體密封材料。在蓋體中，垂直地設(shè)置保持陽極的連接棒。
[0005]如上所述，在電解槽內(nèi)，與氟氣一同產(chǎn)生氫氣。因此，在電解槽內(nèi)設(shè)置用于將產(chǎn)生的氟氣和氫氣分隔的隔壁。在專利文獻2記載的電解槽中，為了防止氣體混合，使用具有多孔性或纖維狀結(jié)構(gòu)的隔板。此時，電解浴能夠透過隔板。因此，防止在電解槽內(nèi)設(shè)置的陽極和陰極之間的通電電阻增加。
[0006]專利文獻1:日本特開2005-48290號公報 專利文獻2:日本特開2000-104187號公報。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]發(fā)明要解決的課題
在專利文獻I記載的熔鹽電解裝置中，通過從上蓋取下蓋體，能夠容易地從電解槽本體拆卸下上蓋和陽極。由此，即使在陽極消耗時，也能夠容易地更換陽極。
[0008]但是，在上述熔鹽電解裝置中，對于存在在蓋體和上蓋之間的氣體密封材料要求相對于氟氣的耐腐蝕性。另外，即使是相對于氟氣具有耐腐蝕性的氣體密封材料，也因長期地與氟氣接觸而腐蝕。因此，有必要頻繁地更換氣體密封材料。其結(jié)果是增加維護成本。另外，更換氣體密封材料的頻率比更換陽極的頻率多，所以維護的作業(yè)效率差。
[0009]另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在專利文獻2的電解槽中，因產(chǎn)生的氣泡堵塞隔板的孔而妨礙電解浴的透過。由此，不能穩(wěn)定地進行電解浴的電解反應(yīng)。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供能夠降低維護成本以及提高維護作業(yè)效率的電解裝置。
[0011]本發(fā)明的另外的目的在于提供能夠防止氣體混合且穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)的電解
>J-U ρ?α裝直。
[0012]用于解決課題的手段(I)本發(fā)明的一個方面涉及的電解裝置是通過對電解浴進行電分解而產(chǎn)生氟氣以及其它氣體的電解裝置，且具有收容電解浴的電解槽，電解槽具有:電解槽本體，在上部具有第一開口 ；第一蓋體，具有比第一開口小的第二開口，且以閉塞第一開口的方式設(shè)置于電解槽本體；第一密封部件，以圍住第二開口的方式設(shè)置于第一蓋體；第二蓋體，以閉塞第二開口的方式夾著第一密封部件設(shè)置在第一蓋體上；第一電極，安裝于第二蓋體；以及隔壁，將電解槽本體內(nèi)分隔成產(chǎn)生氟氣的第一室和產(chǎn)生其它氣體的第二室，其中，隔壁以第一室設(shè)置在第一密封部件的內(nèi)側(cè)區(qū)域的方式形成。
[0013]在該電解裝置中，電解槽本體的上部的第一開口由第一蓋體閉塞。第一蓋體的第二開口夾著第一密封部件被第二蓋體閉塞。第一電極安裝于第二蓋體。由于第二開口比第一開口小，第二蓋體成為比第一蓋體小型且輕量的結(jié)構(gòu)。因此，即使在第一電極消耗時，也能夠通過從第一蓋體取下第二蓋體，容易地更換第一電極。
[0014]另外，通過隔壁，將第一室設(shè)置在第一密封部件的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。此時，由于在第一室產(chǎn)生的氟不與第一密封部件接觸，所以防止第一密封部件的腐蝕。由此，減少更換第一密封部件的頻率。
[0015]其結(jié)果是降低電解裝置的維護成本且提高維護的作業(yè)效率。
[0016](2)隔壁也可以以圍住第一電極的周圍的方式一體地設(shè)置于第一蓋體。此時，通過從第一蓋體取下第二蓋體，能夠容易地檢查隔壁。由此，更降低電解裝置的維護成本且更提高維護的作業(yè)效率。
[0017](3)電解槽本體也可作為第二電極發(fā)揮功能。此時，無需單獨地設(shè)置第二電極。由此，電解裝置的結(jié)構(gòu)能夠簡單化。
[0018](4)電解裝置還具備以圍住第一開口的方式設(shè)置于電解槽本體的第二密封部件，第一蓋體也可夾著第二密封部件設(shè)置在電解槽本體上。
[0019]此時，能夠從電解槽本體取下第一蓋體。因此，能夠通過從電解槽本體取下第一蓋體，檢查電解裝置的內(nèi)部。
[0020](5)本發(fā)明的另一方面涉及的電解裝置具備:電解槽，收容電解浴；隔壁，以將電解槽內(nèi)區(qū)分成陽極室和陰極室的方式設(shè)置，并且，具有電解浴中的離子能夠通過的開口 ；陽極，設(shè)置在電解槽的陽極室；以及陰極，設(shè)置在電解槽的陰極室，其中，隔壁的開口具有朝向陽極室以及陰極室的其中至少一個向斜上方延伸的上表面。
[0021]在該電解裝置中，通過隔壁將電解槽內(nèi)區(qū)分成陽極室和陰極室。通過在設(shè)置于陽極室的陽極和設(shè)置于陰極室的陰極之間施加電壓，電解槽內(nèi)的電解浴被電分解。由此，在陽極室以及陰極室中產(chǎn)生氣體。
[0022]在隔壁中設(shè)置電解浴中的離子能夠通過的開口。開口具有朝向陽極室以及陰極室的其中至少一個向斜上方延伸的上表面。因此，即使產(chǎn)生的氣體氣泡從陽極室以及陰極室的上述至少一個進入開口內(nèi)，該氣泡也能夠沿著開口的上表面返回至陽極室或陰極室。因此，通過將開口的大小設(shè)定成產(chǎn)生的氣泡通不過，從而能夠防止在陽極室產(chǎn)生的氣體和在陰極室產(chǎn)生的氣體混合，且能夠防止開口被產(chǎn)生的氣泡堵塞。其結(jié)果是，能夠防止氣體的混合且穩(wěn)定地進行電解浴的電解反應(yīng)。
[0023](6)在陽極室中產(chǎn)生氟氣， 且在陰極室中產(chǎn)生氫氣，開口的上表面也可以以朝向陰極室側(cè)向斜上方延伸的方式設(shè)置。[0024]由于氫氣比氟氣難溶解于電解浴，所以氫氣泡容易滯留在開口內(nèi)且堵塞開口。因此，通過開口的上表面以朝向陰極室側(cè)向斜上方延伸的方式設(shè)置，即使在陰極室中產(chǎn)生的氫氣泡進入開口內(nèi)，該氣泡也能夠沿著開口的上表面返回至陰極室。由此，防止因氫氣堵塞開口。
[0025](7)陽極室側(cè)的開口的端部的面積也可比陰極室側(cè)的開口的端部的面積小。
[0026]此時，防止在陽極室中產(chǎn)生的氟氣進入開口內(nèi)。由此，防止氟氣移動至陰極室，且防止氟氣和氫氣混合。
[0027](8)隔壁包括浸潰在電解浴中的液體隔壁，且在液體隔壁設(shè)置開口，液體隔壁也可由全氟樹脂形成。
[0028]此時，防止液體隔壁被電解浴腐蝕。另外，在形成開口時的液體隔壁的加工變得容易。并且，降低液體隔壁的材料成本。
[0029](9)也可在陽極的表面進行導(dǎo)電性金剛石涂層加工。此時，由于陽極難以發(fā)生極化，所以提高氣體的發(fā)生效率。即使氣體的發(fā)生量較多，也由于防止隔壁的開口被氣泡堵塞，從而能夠穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)。
[0030]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠降 低電解裝置的維護成本且提高維護的作業(yè)效率。
[0031]另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠防止氣體的混合且穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。
[0033]圖2是圖1的電解槽的分解立體圖。
[0034]圖3是第二蓋體的下表面圖。
[0035]圖4是本發(fā)明的第二實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。
[0036]圖5是液體隔壁的外觀立體圖。
[0037]圖6是形成于液體隔壁的貫穿孔的擴大圖。
[0038]圖7是表示形成于液體隔壁的貫穿孔的其它例子的圖。
[0039]圖8是用于說明液體隔壁的其它例子的截面圖。
【具體實施方式】
[0040][I]第一實施方式
以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第一實施方式涉及的電解裝置(氣體發(fā)生裝置)。
[0041](I)電解裝置的結(jié)構(gòu)
圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。圖1的電解裝置10是產(chǎn)生氟氣的氣體發(fā)生裝置。如圖1所示，電解裝置10具備電解槽11。電解槽11由電解槽本體11a、第一蓋體lib、密封部件11c、第二蓋體Ild以及密封部件Ile構(gòu)成。在第二蓋體Ild的下表面，以圍住電解槽本體Ila內(nèi)的中心部的空間的方式一體地設(shè)置隔壁13。電解槽本體11a、第一以及第二蓋體IlbUld以及隔壁13由例如Ni (鎳)、蒙乃爾、純鐵或不銹鋼等金屬或合金形成。
[0042]在電解槽11中，施加高電流的電力。另外，在陰極室14b內(nèi)存在氫等氣體時，有必要防止因靜電或放電引起的陰極室14b內(nèi)的放電。因此，陰極室14b的第一蓋體Ilb通過地線El接地。由此，能夠防止因從電解槽11的漏電而引起的電擊等，并且防止氫等氣體爆炸。
[0043]在電解槽11內(nèi)形成由KF-HF (氟化氫鉀)系混合熔鹽組成的電解浴(電解液)12。在電解槽11內(nèi)，在隔壁13的內(nèi)側(cè)形成陽極室14a，并且在隔壁13的外側(cè)形成陰極室14b。
[0044]在陽極室14a內(nèi)設(shè)置陽極15a。隔壁13的一部分以及陽極15a浸潰在電解浴12中。在電解槽本體Ila的內(nèi)表面形成陰極15b。作為陰極15b的材料，優(yōu)選使用例如Ni。
[0045]用于供應(yīng)HF的HF供應(yīng)管18a與第一蓋體Ilb連接。HF供應(yīng)管18a被溫度調(diào)整用加熱器18b覆蓋。由此，防止HF在HF供應(yīng)管18a處液化。電解浴12的液面的高度由液面檢測裝置(未圖示)檢測。如果由液面檢測裝置檢測的液面高度低于給定值，則通過FH供應(yīng)管18a向電解槽11內(nèi)供應(yīng)HF。
[0046]該電解裝置10具備控制部23。電解槽11內(nèi)的電解浴12在室溫且在大氣壓下成為固體狀態(tài)。因此，為了進行電解浴12的電分解，有必要將電解浴12加熱至80至90°C，使其溶解成液體狀態(tài)。控制部23基于由溫度傳感器(未圖示)檢測的電解浴12的溫度控制溫度控制部(未圖示)，并將電解浴12的溫度維持在80至90°C。
[0047]通過控制部23在陽極15a和陰極15b之間施加電壓。由此，電解槽11內(nèi)的電解浴12被電分解。其結(jié)果是，在陽極室14a中主要產(chǎn)生氟氣。另外，在陰極室14b中主要產(chǎn)生氫氣。
[0048]在第二蓋體Ild中設(shè)置氣體排出口 16a，且在第一蓋體Ilb中設(shè)置氣體排出口16b。將排氣管17a與氣體排出口 16a連接，且將排氣管17b與氣體排出口 16b連接。氣體排出口 16a與陽極室14a連通，且氣體排出口 16b與陰極室14b連通。在陽極室14a中產(chǎn)生的氣體從氣體排出口 16a通過排氣管17a排出，且在陰極室14b中產(chǎn)生的氣體從氣體排出口 16b通過排氣管17b排出。
[0049](2)電解槽的詳細(xì)
圖2是圖1的電解槽11的分解立體圖。圖3是第二蓋體Ild的下表面圖。
[0050]如圖2所示，電解槽本體Ila具有底面部以及四個側(cè)面部，且在上部具有矩形的開口 H1。密封部件Ilc以圍住開口 Hl的方式設(shè)置在四個側(cè)面部的上端面上。密封部件Ilc例如是由氟橡膠形成的O型環(huán)。第一蓋體Ilb具有矩形形狀，且具有比開口 Hl更大的尺寸。該第一蓋體Ilb以閉塞電解槽本體Ila的開口 Hl的方式設(shè)置在密封部件Ilc上。由此，電解槽本體Ila和第一蓋體Ilb通過密封部件Ilc相互電絕緣且被密封。
[0051]第一蓋體Ilb在大致中央部具有矩形的開口 H2。密封部件lie以沿著開口 H2的第一蓋體Ilb的緣部且圍住開口 H2的方式設(shè)置在第一蓋體Ilb的上表面。密封部件lie是例如由氟橡膠形成的O型環(huán)。第二蓋體Ild具有矩形形狀，且具有比開口 H2更大的尺寸。該第二蓋體Ild以閉塞第一蓋體Ilb的開口 H2的方式設(shè)置在密封部件Ile上。由此,第一蓋體Ilb和第二蓋體Ild通過密封部件lie相互電絕緣且被密封。第一蓋體Ilb中設(shè)置可插入HF供應(yīng)管18a的HF供應(yīng)孔18c。
[0052]隔壁13由四個側(cè)壁13a、13b、13c、13d組成。如圖3所示，隔壁13在第二蓋體lid的下表面與第二蓋體Ild—體地設(shè)置。隔壁13的四個側(cè)壁13a至13d例如由Ni或蒙乃爾形成。在第二蓋體Ild的下表面?zhèn)?，在由隔?3的四個側(cè)壁13a至13d圍成的空間內(nèi)經(jīng)由圖2的安裝部件19安裝有矩形形狀的陽極15a。作為陽極15a的材料，例如使用低極化性碳電極。
[0053](3)效果
在本實施方式涉及的圖1的電解裝置10中，在陽極室14a的外側(cè)設(shè)置密封部件11c、lie。因此，在陽極室14a內(nèi)產(chǎn)生的氟氣不與密封部件11c、lie接觸。由此，能夠防止密封部件IlcUle的腐蝕。其結(jié)果，降低密封部件IlcUle的檢查以及更換的頻率。
[0054]另外,通過從第一蓋體Ilb拆卸下第二蓋體Ild,能夠容易地從電解槽本體Ila連同第二蓋體Ild拆卸下陽極15a。由此，即使在陽極15a消耗時，也能夠容易地更換陽極15a。特別是，在電解槽11大型化時，電解槽本體Ila以及第一蓋體Ilb大型化，并且重量化。即使在這樣的情況下，由于不需要使第二蓋體Ild大型化，所以能夠容易地從第一蓋體Ilb拆卸下第二蓋體lid。
[0055]并且，在長期使用電解裝置10時，有必要檢查隔壁13是否消耗。即使在上述情況下，通過從第一蓋體I Ib拆卸下第二蓋體I ld，也能夠從第一蓋體Ilb拆卸下隔壁13。由此，能夠容易地檢查隔壁13。
[0056]其結(jié)果是，能夠降低電解裝置10的維護成本，且提高維護的作業(yè)效率。
[0057](4)其它實施方式
在上述實施方式中，電解槽本體Ila具有底面部以及四個側(cè)面部，且在上部具有矩形的開口 H1，但并非限定于此。例如，電解槽本體Ila也可具有底面部以及圓筒狀的側(cè)面部，且在上部具有圓形的開口。此時，電解槽本體Ila的開口被具有圓形形狀的第一蓋體Ilb閉塞。
[0058]第一蓋體Ilb具有矩形的開口 H2，但并非限定于此。例如，第一蓋體Ilb也可具有圓形的開口。此時，第一蓋體Ilb的開口被具有圓形形狀的第二蓋體Ild閉塞。
[0059]隔壁13由四個側(cè)壁13a至13d構(gòu)成，但并非限定于此。例如，隔壁13也可由圓筒狀的側(cè)壁構(gòu)成。另外，優(yōu)選一體地設(shè)置隔壁13和第二蓋體lld，更優(yōu)選的是通過焊接由另外的金屬材料形成的隔壁13以及第二蓋體Ild而一體地設(shè)置，但并非限定于此。隔壁13和第二蓋體Ild也可通過鑄造一體地設(shè)置。
[0060]只要確保與第二蓋體Ild之間的密封性，且保持陽極室14a的氣密性，則隔壁13也可與第二蓋體Ild分開地設(shè)置。此時，優(yōu)選的是通過在隔壁13和第二蓋體Ild之間設(shè)置金屬密封等耐腐蝕性高的密封材料，確保密封性。
[0061](5)權(quán)利要求的各構(gòu)成要素和實施方式的各部分的對應(yīng)關(guān)系
以下，說明權(quán)利要求的各構(gòu)成要素和實施方式的各部分的對應(yīng)的例子，但本發(fā)明并非限定于下述的例子。
[0062]在上述實施方式中，電解浴12是電解浴的示例，電解裝置10是電解裝置，氫是其它氣體的示例，電解槽11是電解槽的示例，電解槽本體Ila是電解槽本體的示例。開口 Hl是第一開口的示例，開口 H2是第二開口的示例，第一蓋體I Ib是第一蓋體的示例，第二蓋體Ild是第二蓋體的示例，密封部件Ile是第一密封部件的示例，密封部件Ilc是第二密封部件的不例。陽極15a是第一電極的不例，陰極15b是第二電極的不例，陽極室14a是第一室的示例，陰極室14b是第二室的示例，隔壁13是隔壁的示例。
[0063]作為權(quán)利要求的各構(gòu)成要素，也能夠使用具有在權(quán)利要求中記載的結(jié)構(gòu)或功能的其它各種要素。
[0064][2]第二實施方式
以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第二實施方式涉及的電解裝置。
[0065](I)電解裝置的結(jié)構(gòu)
圖4是本發(fā)明的第二實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。圖4的電解裝置10是產(chǎn)生氟氣的電解裝置。如圖4所示，電解裝置10具備電解槽11。電解槽11包括電解槽本體Ila以及上部蓋體Ilf。
[0066]電解槽本體Ila以及上部蓋體Ilf由例如Ni (鎳)、蒙乃爾、純鐵或不銹鋼等金屬或合金形成。電解槽本體Ila具有底面部以及側(cè)面部，且在上部具有開口。以覆蓋底面部的上表面的方式設(shè)置絕緣部件Hg。在側(cè)面部的上端面上，安裝絕緣部件(密封部件)llh。絕緣部件llg、llh由樹脂等絕緣材料形成。以閉塞電解槽本體Ila的開口的方式在絕緣部件Ilh上設(shè)置上部蓋體Ilf。由此，電解槽本體I Ia和上部蓋體Ilf被絕緣部件I Ih相互電絕緣。
[0067]在電解槽11內(nèi)收容由KF-HF(氟化氫鉀)系混合熔鹽組成的電解浴12。以從上部蓋體Ilf的下表面延伸至下方的方式設(shè)置圓筒狀的隔壁13。隔壁13由圓筒狀的氣體隔壁13A以及圓筒狀的液體隔壁13B組成。氣體隔壁13A —體地設(shè)置于上部蓋體Ilf。氣體隔壁13A的下端部的高度以成為與電解浴12的液面高度大致相等的方式設(shè)定。作為氣體隔壁13A的材料，優(yōu)選使用Ni (鎳)、鎳合金、蒙乃爾、純鐵或不銹鋼等金屬或合金。此時，抑制因氟氣以及氟化氫蒸氣造成的氣體隔壁13A的腐蝕。氣體隔壁13A也可設(shè)置成能夠從上部蓋體Ilf拆卸。
[0068]液體隔壁13B以浸潰于電解浴12的方式安裝于氣體隔壁13A的下端部。在液體隔壁13B中形成用于確保電解 浴12的透過性的多個貫穿孔H(后述的圖5)。之后詳細(xì)描述液體隔壁13B。作為液體隔壁13B的材料，優(yōu)選使用PTFE(聚四氟乙烯)或PFA(四氟乙烯與全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)等全氟樹脂，且特別地優(yōu)選使用PTFE。此時，與使用金屬作為液體隔壁13B的材料的情況相比，抑制因電解浴12造成的液體隔壁13B的腐蝕。另外，形成上述的貫穿孔H時的加工變得容易。并且，降低液體隔壁13B的材料成本。
[0069]在電解槽11內(nèi)，在隔壁13的內(nèi)側(cè)形成陽極室14a，且在隔壁13的外側(cè)形成陰極室14b。在陽極室14a內(nèi)以浸潰于電解浴12的方式設(shè)置陽極15a。作為陽極15a的材料，優(yōu)選地使用例如低極化性碳電極。
[0070]在陽極15a的表面，優(yōu)選地進行導(dǎo)電性金剛石涂層加工。具體而言，通過使用氫氣以及碳源的混合氣體作為金剛石原料，并且在該混合氣體中微量添加原子價與碳不同的元素(以下稱為摻雜物)，從而能夠形成具有導(dǎo)電性的金剛石涂層。作為摻雜物，優(yōu)選地使用硼、磷或氮，特別優(yōu)選地使用硼。添加的摻雜物的重量優(yōu)選為相對于金剛石涂層的全部重量在Ippm以上30000ppm以下,更優(yōu)選地在IOOppm以上1000Oppm以下。通過在陽極15a的表面進行導(dǎo)電性金剛石涂層加工，在陽極15a處難以發(fā)生極化。因此，提高氟氣的生成效率。在本實施方式中，電解槽本體Ila的側(cè)面部作為陰極發(fā)揮功能。
[0071]用于在電解槽11內(nèi)供應(yīng)HF的HF供應(yīng)管18a連接于上部蓋體Ilf。HF供應(yīng)管18a被溫度調(diào)整用加熱器18b覆蓋。由此，防止在HF供應(yīng)管18a處HF液化。電解浴12的液面高度由液面檢測裝置(未圖示)檢測。如果由液面檢測裝置檢測的液面的高度低于給定值，則通過HF供應(yīng)管18a將HF供應(yīng)至電解槽11內(nèi)。
[0072]在上部蓋體Ilf中設(shè)置有氣體排出口 16a、16b。在氣體排出口 16a連接有排氣管17a，且在氣體排出口 16b連接有排氣管17b。氣體排出口 16a與陽極室14a連通，氣體排出口 16b與陰極室14b連通。
[0073]通過在陽極15a和電解槽本體Ila之間施加電壓，從而對電解浴12進行電分解。此時，在陽極15a的表面上產(chǎn)生氟氣,且在電解槽本體Ila的側(cè)面部的內(nèi)表面上產(chǎn)生氫氣。由于電解槽本體Ila的底面部的上表面被絕緣部件Ilg覆蓋，所以在底面部的上表面上不進行電解浴12的電解反應(yīng)，不產(chǎn)生氫氣。 [0074]在陽極室14a處產(chǎn)生的氟氣從氣體排出口 16a通過排氣管17a被引導(dǎo)至電解槽11的外部。在陰極室14b處產(chǎn)生的氫氣從氣體排出口 16b通過排氣管17b被引導(dǎo)至電解槽11的外部。
[0075](2)液體隔壁的詳細(xì)
圖5是液體隔壁13B的外觀立體圖，圖6是形成于液體隔壁13B的貫穿孔H的放大圖。圖6 (a)是貫穿孔H的縱向截面圖，圖6(b)是從陽極室14a所見的貫穿孔H的側(cè)視圖，圖6(c)是從陰極室14b所見的貫穿孔H的側(cè)視圖。圖6(a)表示圖6(b)以及圖6(c)的A-A線截面。
[0076]如圖5所示，在液體隔壁13B中形成多個圓形的貫穿孔H。在圖5的例子中，多個貫穿孔H沿著液體隔壁13B的周向成為兩列。此時，電解浴12中的離子能夠通過多個貫穿孔H在陽極室14a和陰極室14b之間移動。由此，在陽極室14a以及陰極室14b中穩(wěn)定且順暢地進行電解反應(yīng)。
[0077]此時，如果由電解反應(yīng)產(chǎn)生的氟氣以及氫氣通過貫穿孔H移動，則在陽極室14a或陰極室14b中，氟氣和氫氣混合。由此,氟氣和氫氣反應(yīng)，氟氣的生成效率降低，并且也有根據(jù)氟氣以及氫氣的比而生成爆炸性的混合氣體的可能性。
[0078]因此，各貫穿孔H的直徑被設(shè)定成氟氣以及氫氣的氣泡不通過的大小。但是，因此也存在氣泡滯留在貫穿孔H內(nèi)，且堵塞貫穿孔H的情況。特別是，由于氫氣比氟氣難溶解于電解浴12中，因此，氫氣的氣泡容易滯留在貫穿孔H內(nèi)，且容易堵塞貫穿孔H。如果貫穿孔H被堵塞，則電解浴12不能通過貫穿孔H移動。由此，不能穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)。
[0079]因此，在本實施方式中，如圖6所示，各貫穿孔H具有從陽極室14a側(cè)的端部向斜上方延伸至陰極室14b側(cè)的端部的上表面LI。以下，將陽極室14a側(cè)的貫穿孔H的端部稱為陽極側(cè)端，且將陰極室14b側(cè)的貫穿孔H的端部稱為陰極側(cè)端。貫穿孔H的下表面L2從陽極側(cè)端水平地延伸至陰極側(cè)端。在此，所謂的貫穿孔H的上表面是指在貫穿孔的內(nèi)周面中朝向下方的區(qū)域，所謂的貫穿孔H的下表面是指貫穿孔H的內(nèi)周面中朝向上方的區(qū)域。
[0080]貫穿孔H的陽極側(cè)端的上下方向的直徑Dl被設(shè)定成電解浴能夠通過且氟氣以及氫氣的氣泡不通過的大小。直徑Dl例如在Imm以上3mm以下,且優(yōu)選地在Imm以上2mm以下。貫穿孔H的陰極側(cè)端的上下方向的直徑D2比直徑Dl大。直徑D2例如在5mm以上IOmm以下，且優(yōu)選地在5mm以上8mm以下。液體隔壁13B的厚度TH例如在5mm以上IOmm以下，且優(yōu)選地在5mm以上8mm以下。
[0081]在本實施方式涉及的電解裝置10中，即使氫氣的氣泡從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)，該氣泡也沿著貫穿孔H的上表面返回至陰極室14b，且浮上至液面。因此，防止從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)的氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H。
[0082]另外，陽極室14a側(cè)的貫穿孔H的上下方向的直徑比陰極室14b側(cè)的貫穿孔H的上下方向的直徑小。并且，如上所述，氟氣比氫氣容易溶解于電解浴12中。因此，防止氟氣的氣泡從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)。
[0083]以該方式，防止氟氣以及氫氣的氣泡通過貫穿孔H移動，且防止氟氣以及氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H。由此，能夠在不降低氟氣的生成效率的情況下，穩(wěn)定且順暢地進行電解反應(yīng)。
[0084](3)貫穿孔的其它例子 (3-1)
液體隔壁13B的貫穿孔H的形狀不限于圖5以及圖6的例子。圖7是表示在液體隔壁13B中形成的貫穿孔H的其它例子的圖。關(guān)于圖7(a)以及圖7(b)的例子，說明與圖5以及圖6的例子不同的點。
[0085]在圖7(a)的例子中，貫穿孔H的上表面LI從陽極側(cè)端水平地延伸至陽極側(cè)端和陰極側(cè)段的中間點P1，且從中間點Pl向斜上方延伸至陰極側(cè)端。此時，也防止從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)的氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H，并且防止氟氣的氣泡從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)。
[0086]在圖7 (b)的例子中，貫穿孔H的上表面LI從陽極側(cè)端向斜下方延伸至中間點PI，且從中間點Pl向斜上方延伸至陰極側(cè)端。此時，也防止從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)的氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H。另外，即使氟氣氣泡從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)，該氣泡也沿著貫穿孔H的上表面LI返回至陽極室14a，且浮上至液面。因此，防止從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)的氟氣的氣泡堵塞貫穿孔H。
[0087](3-2)
在上述的例子中，貫穿孔H具有圓形的縱向截面，但貫穿孔H也可以具有橢圓形狀、三角形或四邊形等其它形狀的縱向截面。
[0088](3-3)
在上述的例子中，貫穿孔H的上表面LI以朝向陰極側(cè)端向斜上方直線狀地延伸的方式設(shè)置，但不限于此，例如貫穿孔H的上表面LI也可以以朝向陰極側(cè)端向斜上方彎曲地延伸的方式設(shè)置。
[0089](4)液體隔壁的其它的例子 圖8是用于說明液體隔壁13B的其它例子的截面圖。在圖8中顯示了氣體隔壁13A的下端部以及液體隔壁13B的上端部。關(guān)于圖8的例子，說明與圖5以及圖6的例子不同的點。
[0090]在圖8的例子中，液體隔壁13B的上端部以覆蓋氣體隔壁13A的外周面(陰極室14b側(cè)的表面)的下端部的方式設(shè)置。在氣體隔壁13A的下端部浸潰于電解浴12的狀態(tài)下進行電解浴12的電解反應(yīng)時，在電解浴12內(nèi)，氣體隔壁13A極化，且在氣體隔壁13A的外周面帶有正的電荷。此時，金屬從帶有正電荷的氣體隔壁13A的外周面離子化，且溶出于電解浴12中，氣體隔壁13A的外周面容易被腐蝕。因此，在本例子中，浸潰于電解浴12中的氣體隔壁13A的外周面的部分被液面隔壁13B覆蓋。由此，防止電解浴12接觸氣體隔壁13A的外周面，且防止浸潰于電解浴12中的氣體隔壁13A的外周面的部分腐蝕。[0091]另外，液面隔壁13B的上端部優(yōu)選延伸至電解浴12的液面的上方。此時，能夠切實地防止電解浴12接觸氣體隔壁13A的外周面。而且，由于液面隔壁13B的上端部位于陰極室14b側(cè)，所以即使液面隔壁13B的上端部延伸至電解浴12的液面的上方，氟氣以及氟化氫蒸氣不與液面隔壁13B接觸。因此，防止液面隔壁13B的腐蝕。
[0092](5)其它實施方式 (5-1)
在上述實施方式中，氣體隔壁13A與液體隔壁13B分開設(shè)置，但在氣體隔壁13A以及液體隔壁13B的腐蝕被防止時或氣體隔壁13A以及液體隔壁13B的腐蝕不成為問題時，氣體隔壁13A以及液體隔壁13B也可一體地設(shè)置。
[0093](5-2)
在上述實施方式中，氣體隔壁13A以及液體隔壁13B分別為圓筒狀，但不限于此，氣體隔壁13A以及液體隔壁13B也可分別是方筒狀或平板狀等其它形狀。
[0094](5-3)
上述實施方式是將本發(fā)明適用于產(chǎn)生氟氣的電解裝置的例子，但同樣地也能夠?qū)⒈景l(fā)明適用于產(chǎn)生氧氣等其它氣體的電解裝置。
[0095](6)權(quán)利要求的各構(gòu)成要素與實施方式的各部分的對應(yīng)關(guān)系 以下，說明權(quán)利要求的各構(gòu)成要素與實施方式的各部分的對應(yīng)的例子，但本發(fā)明并非被限定于下述的例子。
[0096]在上述的實施方式中，電解浴12是電解浴的示例，電解槽11是電解槽的示例，貫穿孔H是開口的示例，上表面LI是上表面的示例，隔壁13是隔壁的示例，陽極室14a是陽極室的示例，陽極15a是陽極的示例，陰極室14b是陰極室的示例，陰極15b是陰極的示例，液體隔壁13B是液體隔壁的示例。
[0097]作為權(quán)利要求的各構(gòu)成要素，也能夠使用具有在權(quán)利要求中記載的結(jié)構(gòu)或功能的其它各種要素。
[0098]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明能夠有效地利用于氣體發(fā)生裝置等各種電解裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種電解裝置，通過對電解浴進行電分解而產(chǎn)生氟氣以及其它氣體， 具有收容電解浴的電解槽， 所述電解槽具有: 電解槽本體，在上部具有第一開口 ； 第一蓋體，具有比所述第一開口小的第二開口，且以閉塞所述第一開口的方式設(shè)置于所述電解槽本體； 第一密封部件，以圍住所述第二開口的方式設(shè)置于所述第一蓋體； 第二蓋體，以閉塞所述第二開口的方式夾著所述第一密封部件設(shè)置在所述第一蓋體上； 第一電極，安裝于所述第二蓋體；以及 隔壁，將所述電解槽本體內(nèi)分隔成產(chǎn)生氟氣的第一室和產(chǎn)生其它氣體的第二室， 其中，所述隔壁以所述第一室設(shè)置在所述第一密封部件的內(nèi)側(cè)的區(qū)域的方式形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解裝置，其特征在于，所述隔壁以圍住所述第一電極的周圍的方式一體地設(shè)置于所述第一蓋體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解裝置，其特征在于，所述電解槽本體作為第二電極發(fā)?車功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電解裝置，其特征在于，還具備以圍住所述第一開口的方式設(shè)置于所述電解槽本體的第二密封部件， 所述第一蓋體夾著所述第二密封部件設(shè)置在所述電解槽本體上。
5.—種電解裝置,具備: 收容電解浴的電解槽； 隔壁，以將所述電解槽內(nèi)區(qū)分成陽極室和陰極室的方式設(shè)置，且具有所述電解浴中的離子能夠通過的開口； 陽極，設(shè)置在所述電解槽的所述陽極室；以及 陰極，設(shè)置在所述電解槽的所述陰極室， 其中，所述隔壁的所述開口具有朝向所述陽極室以及所述陰極室中的至少一個向斜上方延伸的上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解裝置，其特征在于，在所述陽極室中產(chǎn)生氟氣，且在所述陰極室中產(chǎn)生氫氣， 所述開口的所述上表面以朝向所述陰極室側(cè)向斜上方延伸的方式設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解裝置，其特征在于，所述陽極室側(cè)的所述開口的端部的面積比所述陰極室側(cè)的所述開口的端部的面積小。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的電解裝置，其特征在于，所述隔壁包括浸潰于所述電解浴中的液體隔壁， 所述開口設(shè)置于所述液體隔壁， 所述液體隔壁由全氟樹脂形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項所述的電解裝置，其特征在于，在所述陽極的表面施加導(dǎo)電性金剛石涂層加工。
【文檔編號】C25B1/24GK103635609SQ201280032007
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】兒玉昌士, 初代善夫 申請人:東洋炭素株式會社
【專利摘要】電解槽本體的上部的開口夾著密封部件被第一蓋體閉塞。第一蓋體的開口夾著密封部件被第二蓋體閉塞。第一蓋體的開口比電解槽本體的開口小。在第二蓋體的下表面一體地設(shè)置將電解槽本體內(nèi)分隔成陽極室和陰極室的隔壁。陽極室設(shè)置在密封部件的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。陽極在陽極室內(nèi)安裝于第二蓋體，且在電解槽本體的內(nèi)表面形成陰極。通過對電解槽內(nèi)的電解浴進行電分解，在陽極室中產(chǎn)生氟氣。也可在液體隔壁中形成多個圓形的貫穿孔。各貫穿孔具有從陽極室側(cè)的端部向斜上方延伸至陰極室側(cè)的端部的上表面。貫穿孔的陽極側(cè)端的上下方向的直徑被設(shè)定成電解浴能夠通過且氟氣以及氫氣的氣泡不通過的大小。貫穿孔的陰極側(cè)端的上下方向的直徑比貫穿孔的陽極側(cè)端的直徑大。
【專利說明】電解裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及具備電解槽的電解裝置。
【背景技術(shù)】 [0002]以往，在半導(dǎo)體的制造工序等中，因材料的洗凈以及表面改質(zhì)等各種用途而使用氟氣。此時，既有使用氟氣自身的情況，也有使用基于氟氣而合成的NF3(三氟化氮)氣體、NeF(氟化氖)氣體以及ArF(氟化氬)氣體等各種氟系氣體的情況。
[0003]為了穩(wěn)定地供應(yīng)氟氣，通常使用對HF(氟化氫)進行電分解而產(chǎn)生氟氣的電解裝置。在這樣的電解裝置中，例如在電解槽內(nèi)形成由KF-HF(氟化氫鉀)系的混合熔鹽構(gòu)成的電解浴。通過電解槽內(nèi)的電解浴被電分解，從而產(chǎn)生氟氣。
[0004]例如，在專利文獻I中記載的熔鹽電解裝置具有電解槽，該電解槽由電解槽本體和上蓋構(gòu)成。通過隔壁，將電解槽的內(nèi)部分隔成位于電解槽中心部的陽極室和圍住該陽極室的陰極室。在陽極室中設(shè)置陽極，且在陰極室中設(shè)置陰極。在上蓋的大致中央部形成用于將陽極插入電解槽本體內(nèi)的開口部，且以覆蓋開口部的方式設(shè)置蓋體。在蓋體和上蓋之間存在氣體密封材料。在蓋體中，垂直地設(shè)置保持陽極的連接棒。
[0005]如上所述，在電解槽內(nèi)，與氟氣一同產(chǎn)生氫氣。因此，在電解槽內(nèi)設(shè)置用于將產(chǎn)生的氟氣和氫氣分隔的隔壁。在專利文獻2記載的電解槽中，為了防止氣體混合，使用具有多孔性或纖維狀結(jié)構(gòu)的隔板。此時，電解浴能夠透過隔板。因此，防止在電解槽內(nèi)設(shè)置的陽極和陰極之間的通電電阻增加。
[0006]專利文獻1:日本特開2005-48290號公報 專利文獻2:日本特開2000-104187號公報。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]發(fā)明要解決的課題
在專利文獻I記載的熔鹽電解裝置中，通過從上蓋取下蓋體，能夠容易地從電解槽本體拆卸下上蓋和陽極。由此，即使在陽極消耗時，也能夠容易地更換陽極。
[0008]但是，在上述熔鹽電解裝置中，對于存在在蓋體和上蓋之間的氣體密封材料要求相對于氟氣的耐腐蝕性。另外，即使是相對于氟氣具有耐腐蝕性的氣體密封材料，也因長期地與氟氣接觸而腐蝕。因此，有必要頻繁地更換氣體密封材料。其結(jié)果是增加維護成本。另外，更換氣體密封材料的頻率比更換陽極的頻率多，所以維護的作業(yè)效率差。
[0009]另外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在專利文獻2的電解槽中，因產(chǎn)生的氣泡堵塞隔板的孔而妨礙電解浴的透過。由此，不能穩(wěn)定地進行電解浴的電解反應(yīng)。
[0010]本發(fā)明的目的在于提供能夠降低維護成本以及提高維護作業(yè)效率的電解裝置。
[0011]本發(fā)明的另外的目的在于提供能夠防止氣體混合且穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)的電解
>J-U ρ?α裝直。
[0012]用于解決課題的手段(I)本發(fā)明的一個方面涉及的電解裝置是通過對電解浴進行電分解而產(chǎn)生氟氣以及其它氣體的電解裝置，且具有收容電解浴的電解槽，電解槽具有:電解槽本體，在上部具有第一開口 ；第一蓋體，具有比第一開口小的第二開口，且以閉塞第一開口的方式設(shè)置于電解槽本體；第一密封部件，以圍住第二開口的方式設(shè)置于第一蓋體；第二蓋體，以閉塞第二開口的方式夾著第一密封部件設(shè)置在第一蓋體上；第一電極，安裝于第二蓋體；以及隔壁，將電解槽本體內(nèi)分隔成產(chǎn)生氟氣的第一室和產(chǎn)生其它氣體的第二室，其中，隔壁以第一室設(shè)置在第一密封部件的內(nèi)側(cè)區(qū)域的方式形成。
[0013]在該電解裝置中，電解槽本體的上部的第一開口由第一蓋體閉塞。第一蓋體的第二開口夾著第一密封部件被第二蓋體閉塞。第一電極安裝于第二蓋體。由于第二開口比第一開口小，第二蓋體成為比第一蓋體小型且輕量的結(jié)構(gòu)。因此，即使在第一電極消耗時，也能夠通過從第一蓋體取下第二蓋體，容易地更換第一電極。
[0014]另外，通過隔壁，將第一室設(shè)置在第一密封部件的內(nèi)側(cè)的區(qū)域。此時，由于在第一室產(chǎn)生的氟不與第一密封部件接觸，所以防止第一密封部件的腐蝕。由此，減少更換第一密封部件的頻率。
[0015]其結(jié)果是降低電解裝置的維護成本且提高維護的作業(yè)效率。
[0016](2)隔壁也可以以圍住第一電極的周圍的方式一體地設(shè)置于第一蓋體。此時，通過從第一蓋體取下第二蓋體，能夠容易地檢查隔壁。由此，更降低電解裝置的維護成本且更提高維護的作業(yè)效率。
[0017](3)電解槽本體也可作為第二電極發(fā)揮功能。此時，無需單獨地設(shè)置第二電極。由此，電解裝置的結(jié)構(gòu)能夠簡單化。
[0018](4)電解裝置還具備以圍住第一開口的方式設(shè)置于電解槽本體的第二密封部件，第一蓋體也可夾著第二密封部件設(shè)置在電解槽本體上。
[0019]此時，能夠從電解槽本體取下第一蓋體。因此，能夠通過從電解槽本體取下第一蓋體，檢查電解裝置的內(nèi)部。
[0020](5)本發(fā)明的另一方面涉及的電解裝置具備:電解槽，收容電解浴；隔壁，以將電解槽內(nèi)區(qū)分成陽極室和陰極室的方式設(shè)置，并且，具有電解浴中的離子能夠通過的開口 ；陽極，設(shè)置在電解槽的陽極室；以及陰極，設(shè)置在電解槽的陰極室，其中，隔壁的開口具有朝向陽極室以及陰極室的其中至少一個向斜上方延伸的上表面。
[0021]在該電解裝置中，通過隔壁將電解槽內(nèi)區(qū)分成陽極室和陰極室。通過在設(shè)置于陽極室的陽極和設(shè)置于陰極室的陰極之間施加電壓，電解槽內(nèi)的電解浴被電分解。由此，在陽極室以及陰極室中產(chǎn)生氣體。
[0022]在隔壁中設(shè)置電解浴中的離子能夠通過的開口。開口具有朝向陽極室以及陰極室的其中至少一個向斜上方延伸的上表面。因此，即使產(chǎn)生的氣體氣泡從陽極室以及陰極室的上述至少一個進入開口內(nèi)，該氣泡也能夠沿著開口的上表面返回至陽極室或陰極室。因此，通過將開口的大小設(shè)定成產(chǎn)生的氣泡通不過，從而能夠防止在陽極室產(chǎn)生的氣體和在陰極室產(chǎn)生的氣體混合，且能夠防止開口被產(chǎn)生的氣泡堵塞。其結(jié)果是，能夠防止氣體的混合且穩(wěn)定地進行電解浴的電解反應(yīng)。
[0023](6)在陽極室中產(chǎn)生氟氣， 且在陰極室中產(chǎn)生氫氣，開口的上表面也可以以朝向陰極室側(cè)向斜上方延伸的方式設(shè)置。[0024]由于氫氣比氟氣難溶解于電解浴，所以氫氣泡容易滯留在開口內(nèi)且堵塞開口。因此，通過開口的上表面以朝向陰極室側(cè)向斜上方延伸的方式設(shè)置，即使在陰極室中產(chǎn)生的氫氣泡進入開口內(nèi)，該氣泡也能夠沿著開口的上表面返回至陰極室。由此，防止因氫氣堵塞開口。
[0025](7)陽極室側(cè)的開口的端部的面積也可比陰極室側(cè)的開口的端部的面積小。
[0026]此時，防止在陽極室中產(chǎn)生的氟氣進入開口內(nèi)。由此，防止氟氣移動至陰極室，且防止氟氣和氫氣混合。
[0027](8)隔壁包括浸潰在電解浴中的液體隔壁，且在液體隔壁設(shè)置開口，液體隔壁也可由全氟樹脂形成。
[0028]此時，防止液體隔壁被電解浴腐蝕。另外，在形成開口時的液體隔壁的加工變得容易。并且，降低液體隔壁的材料成本。
[0029](9)也可在陽極的表面進行導(dǎo)電性金剛石涂層加工。此時，由于陽極難以發(fā)生極化，所以提高氣體的發(fā)生效率。即使氣體的發(fā)生量較多，也由于防止隔壁的開口被氣泡堵塞，從而能夠穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)。
[0030]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠降 低電解裝置的維護成本且提高維護的作業(yè)效率。
[0031]另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠防止氣體的混合且穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。
[0033]圖2是圖1的電解槽的分解立體圖。
[0034]圖3是第二蓋體的下表面圖。
[0035]圖4是本發(fā)明的第二實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。
[0036]圖5是液體隔壁的外觀立體圖。
[0037]圖6是形成于液體隔壁的貫穿孔的擴大圖。
[0038]圖7是表示形成于液體隔壁的貫穿孔的其它例子的圖。
[0039]圖8是用于說明液體隔壁的其它例子的截面圖。
【具體實施方式】
[0040][I]第一實施方式
以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第一實施方式涉及的電解裝置(氣體發(fā)生裝置)。
[0041](I)電解裝置的結(jié)構(gòu)
圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。圖1的電解裝置10是產(chǎn)生氟氣的氣體發(fā)生裝置。如圖1所示，電解裝置10具備電解槽11。電解槽11由電解槽本體11a、第一蓋體lib、密封部件11c、第二蓋體Ild以及密封部件Ile構(gòu)成。在第二蓋體Ild的下表面，以圍住電解槽本體Ila內(nèi)的中心部的空間的方式一體地設(shè)置隔壁13。電解槽本體11a、第一以及第二蓋體IlbUld以及隔壁13由例如Ni (鎳)、蒙乃爾、純鐵或不銹鋼等金屬或合金形成。
[0042]在電解槽11中，施加高電流的電力。另外，在陰極室14b內(nèi)存在氫等氣體時，有必要防止因靜電或放電引起的陰極室14b內(nèi)的放電。因此，陰極室14b的第一蓋體Ilb通過地線El接地。由此，能夠防止因從電解槽11的漏電而引起的電擊等，并且防止氫等氣體爆炸。
[0043]在電解槽11內(nèi)形成由KF-HF (氟化氫鉀)系混合熔鹽組成的電解浴(電解液)12。在電解槽11內(nèi)，在隔壁13的內(nèi)側(cè)形成陽極室14a，并且在隔壁13的外側(cè)形成陰極室14b。
[0044]在陽極室14a內(nèi)設(shè)置陽極15a。隔壁13的一部分以及陽極15a浸潰在電解浴12中。在電解槽本體Ila的內(nèi)表面形成陰極15b。作為陰極15b的材料，優(yōu)選使用例如Ni。
[0045]用于供應(yīng)HF的HF供應(yīng)管18a與第一蓋體Ilb連接。HF供應(yīng)管18a被溫度調(diào)整用加熱器18b覆蓋。由此，防止HF在HF供應(yīng)管18a處液化。電解浴12的液面的高度由液面檢測裝置(未圖示)檢測。如果由液面檢測裝置檢測的液面高度低于給定值，則通過FH供應(yīng)管18a向電解槽11內(nèi)供應(yīng)HF。
[0046]該電解裝置10具備控制部23。電解槽11內(nèi)的電解浴12在室溫且在大氣壓下成為固體狀態(tài)。因此，為了進行電解浴12的電分解，有必要將電解浴12加熱至80至90°C，使其溶解成液體狀態(tài)。控制部23基于由溫度傳感器(未圖示)檢測的電解浴12的溫度控制溫度控制部(未圖示)，并將電解浴12的溫度維持在80至90°C。
[0047]通過控制部23在陽極15a和陰極15b之間施加電壓。由此，電解槽11內(nèi)的電解浴12被電分解。其結(jié)果是，在陽極室14a中主要產(chǎn)生氟氣。另外，在陰極室14b中主要產(chǎn)生氫氣。
[0048]在第二蓋體Ild中設(shè)置氣體排出口 16a，且在第一蓋體Ilb中設(shè)置氣體排出口16b。將排氣管17a與氣體排出口 16a連接，且將排氣管17b與氣體排出口 16b連接。氣體排出口 16a與陽極室14a連通，且氣體排出口 16b與陰極室14b連通。在陽極室14a中產(chǎn)生的氣體從氣體排出口 16a通過排氣管17a排出，且在陰極室14b中產(chǎn)生的氣體從氣體排出口 16b通過排氣管17b排出。
[0049](2)電解槽的詳細(xì)
圖2是圖1的電解槽11的分解立體圖。圖3是第二蓋體Ild的下表面圖。
[0050]如圖2所示，電解槽本體Ila具有底面部以及四個側(cè)面部，且在上部具有矩形的開口 H1。密封部件Ilc以圍住開口 Hl的方式設(shè)置在四個側(cè)面部的上端面上。密封部件Ilc例如是由氟橡膠形成的O型環(huán)。第一蓋體Ilb具有矩形形狀，且具有比開口 Hl更大的尺寸。該第一蓋體Ilb以閉塞電解槽本體Ila的開口 Hl的方式設(shè)置在密封部件Ilc上。由此，電解槽本體Ila和第一蓋體Ilb通過密封部件Ilc相互電絕緣且被密封。
[0051]第一蓋體Ilb在大致中央部具有矩形的開口 H2。密封部件lie以沿著開口 H2的第一蓋體Ilb的緣部且圍住開口 H2的方式設(shè)置在第一蓋體Ilb的上表面。密封部件lie是例如由氟橡膠形成的O型環(huán)。第二蓋體Ild具有矩形形狀，且具有比開口 H2更大的尺寸。該第二蓋體Ild以閉塞第一蓋體Ilb的開口 H2的方式設(shè)置在密封部件Ile上。由此,第一蓋體Ilb和第二蓋體Ild通過密封部件lie相互電絕緣且被密封。第一蓋體Ilb中設(shè)置可插入HF供應(yīng)管18a的HF供應(yīng)孔18c。
[0052]隔壁13由四個側(cè)壁13a、13b、13c、13d組成。如圖3所示，隔壁13在第二蓋體lid的下表面與第二蓋體Ild—體地設(shè)置。隔壁13的四個側(cè)壁13a至13d例如由Ni或蒙乃爾形成。在第二蓋體Ild的下表面?zhèn)?，在由隔?3的四個側(cè)壁13a至13d圍成的空間內(nèi)經(jīng)由圖2的安裝部件19安裝有矩形形狀的陽極15a。作為陽極15a的材料，例如使用低極化性碳電極。
[0053](3)效果
在本實施方式涉及的圖1的電解裝置10中，在陽極室14a的外側(cè)設(shè)置密封部件11c、lie。因此，在陽極室14a內(nèi)產(chǎn)生的氟氣不與密封部件11c、lie接觸。由此，能夠防止密封部件IlcUle的腐蝕。其結(jié)果，降低密封部件IlcUle的檢查以及更換的頻率。
[0054]另外,通過從第一蓋體Ilb拆卸下第二蓋體Ild,能夠容易地從電解槽本體Ila連同第二蓋體Ild拆卸下陽極15a。由此，即使在陽極15a消耗時，也能夠容易地更換陽極15a。特別是，在電解槽11大型化時，電解槽本體Ila以及第一蓋體Ilb大型化，并且重量化。即使在這樣的情況下，由于不需要使第二蓋體Ild大型化，所以能夠容易地從第一蓋體Ilb拆卸下第二蓋體lid。
[0055]并且，在長期使用電解裝置10時，有必要檢查隔壁13是否消耗。即使在上述情況下，通過從第一蓋體I Ib拆卸下第二蓋體I ld，也能夠從第一蓋體Ilb拆卸下隔壁13。由此，能夠容易地檢查隔壁13。
[0056]其結(jié)果是，能夠降低電解裝置10的維護成本，且提高維護的作業(yè)效率。
[0057](4)其它實施方式
在上述實施方式中，電解槽本體Ila具有底面部以及四個側(cè)面部，且在上部具有矩形的開口 H1，但并非限定于此。例如，電解槽本體Ila也可具有底面部以及圓筒狀的側(cè)面部，且在上部具有圓形的開口。此時，電解槽本體Ila的開口被具有圓形形狀的第一蓋體Ilb閉塞。
[0058]第一蓋體Ilb具有矩形的開口 H2，但并非限定于此。例如，第一蓋體Ilb也可具有圓形的開口。此時，第一蓋體Ilb的開口被具有圓形形狀的第二蓋體Ild閉塞。
[0059]隔壁13由四個側(cè)壁13a至13d構(gòu)成，但并非限定于此。例如，隔壁13也可由圓筒狀的側(cè)壁構(gòu)成。另外，優(yōu)選一體地設(shè)置隔壁13和第二蓋體lld，更優(yōu)選的是通過焊接由另外的金屬材料形成的隔壁13以及第二蓋體Ild而一體地設(shè)置，但并非限定于此。隔壁13和第二蓋體Ild也可通過鑄造一體地設(shè)置。
[0060]只要確保與第二蓋體Ild之間的密封性，且保持陽極室14a的氣密性，則隔壁13也可與第二蓋體Ild分開地設(shè)置。此時，優(yōu)選的是通過在隔壁13和第二蓋體Ild之間設(shè)置金屬密封等耐腐蝕性高的密封材料，確保密封性。
[0061](5)權(quán)利要求的各構(gòu)成要素和實施方式的各部分的對應(yīng)關(guān)系
以下，說明權(quán)利要求的各構(gòu)成要素和實施方式的各部分的對應(yīng)的例子，但本發(fā)明并非限定于下述的例子。
[0062]在上述實施方式中，電解浴12是電解浴的示例，電解裝置10是電解裝置，氫是其它氣體的示例，電解槽11是電解槽的示例，電解槽本體Ila是電解槽本體的示例。開口 Hl是第一開口的示例，開口 H2是第二開口的示例，第一蓋體I Ib是第一蓋體的示例，第二蓋體Ild是第二蓋體的示例，密封部件Ile是第一密封部件的示例，密封部件Ilc是第二密封部件的不例。陽極15a是第一電極的不例，陰極15b是第二電極的不例，陽極室14a是第一室的示例，陰極室14b是第二室的示例，隔壁13是隔壁的示例。
[0063]作為權(quán)利要求的各構(gòu)成要素，也能夠使用具有在權(quán)利要求中記載的結(jié)構(gòu)或功能的其它各種要素。
[0064][2]第二實施方式
以下，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第二實施方式涉及的電解裝置。
[0065](I)電解裝置的結(jié)構(gòu)
圖4是本發(fā)明的第二實施方式涉及的電解裝置的示意性截面圖。圖4的電解裝置10是產(chǎn)生氟氣的電解裝置。如圖4所示，電解裝置10具備電解槽11。電解槽11包括電解槽本體Ila以及上部蓋體Ilf。
[0066]電解槽本體Ila以及上部蓋體Ilf由例如Ni (鎳)、蒙乃爾、純鐵或不銹鋼等金屬或合金形成。電解槽本體Ila具有底面部以及側(cè)面部，且在上部具有開口。以覆蓋底面部的上表面的方式設(shè)置絕緣部件Hg。在側(cè)面部的上端面上，安裝絕緣部件(密封部件)llh。絕緣部件llg、llh由樹脂等絕緣材料形成。以閉塞電解槽本體Ila的開口的方式在絕緣部件Ilh上設(shè)置上部蓋體Ilf。由此，電解槽本體I Ia和上部蓋體Ilf被絕緣部件I Ih相互電絕緣。
[0067]在電解槽11內(nèi)收容由KF-HF(氟化氫鉀)系混合熔鹽組成的電解浴12。以從上部蓋體Ilf的下表面延伸至下方的方式設(shè)置圓筒狀的隔壁13。隔壁13由圓筒狀的氣體隔壁13A以及圓筒狀的液體隔壁13B組成。氣體隔壁13A —體地設(shè)置于上部蓋體Ilf。氣體隔壁13A的下端部的高度以成為與電解浴12的液面高度大致相等的方式設(shè)定。作為氣體隔壁13A的材料，優(yōu)選使用Ni (鎳)、鎳合金、蒙乃爾、純鐵或不銹鋼等金屬或合金。此時，抑制因氟氣以及氟化氫蒸氣造成的氣體隔壁13A的腐蝕。氣體隔壁13A也可設(shè)置成能夠從上部蓋體Ilf拆卸。
[0068]液體隔壁13B以浸潰于電解浴12的方式安裝于氣體隔壁13A的下端部。在液體隔壁13B中形成用于確保電解 浴12的透過性的多個貫穿孔H(后述的圖5)。之后詳細(xì)描述液體隔壁13B。作為液體隔壁13B的材料，優(yōu)選使用PTFE(聚四氟乙烯)或PFA(四氟乙烯與全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)等全氟樹脂，且特別地優(yōu)選使用PTFE。此時，與使用金屬作為液體隔壁13B的材料的情況相比，抑制因電解浴12造成的液體隔壁13B的腐蝕。另外，形成上述的貫穿孔H時的加工變得容易。并且，降低液體隔壁13B的材料成本。
[0069]在電解槽11內(nèi)，在隔壁13的內(nèi)側(cè)形成陽極室14a，且在隔壁13的外側(cè)形成陰極室14b。在陽極室14a內(nèi)以浸潰于電解浴12的方式設(shè)置陽極15a。作為陽極15a的材料，優(yōu)選地使用例如低極化性碳電極。
[0070]在陽極15a的表面，優(yōu)選地進行導(dǎo)電性金剛石涂層加工。具體而言，通過使用氫氣以及碳源的混合氣體作為金剛石原料，并且在該混合氣體中微量添加原子價與碳不同的元素(以下稱為摻雜物)，從而能夠形成具有導(dǎo)電性的金剛石涂層。作為摻雜物，優(yōu)選地使用硼、磷或氮，特別優(yōu)選地使用硼。添加的摻雜物的重量優(yōu)選為相對于金剛石涂層的全部重量在Ippm以上30000ppm以下,更優(yōu)選地在IOOppm以上1000Oppm以下。通過在陽極15a的表面進行導(dǎo)電性金剛石涂層加工，在陽極15a處難以發(fā)生極化。因此，提高氟氣的生成效率。在本實施方式中，電解槽本體Ila的側(cè)面部作為陰極發(fā)揮功能。
[0071]用于在電解槽11內(nèi)供應(yīng)HF的HF供應(yīng)管18a連接于上部蓋體Ilf。HF供應(yīng)管18a被溫度調(diào)整用加熱器18b覆蓋。由此，防止在HF供應(yīng)管18a處HF液化。電解浴12的液面高度由液面檢測裝置(未圖示)檢測。如果由液面檢測裝置檢測的液面的高度低于給定值，則通過HF供應(yīng)管18a將HF供應(yīng)至電解槽11內(nèi)。
[0072]在上部蓋體Ilf中設(shè)置有氣體排出口 16a、16b。在氣體排出口 16a連接有排氣管17a，且在氣體排出口 16b連接有排氣管17b。氣體排出口 16a與陽極室14a連通，氣體排出口 16b與陰極室14b連通。
[0073]通過在陽極15a和電解槽本體Ila之間施加電壓，從而對電解浴12進行電分解。此時，在陽極15a的表面上產(chǎn)生氟氣,且在電解槽本體Ila的側(cè)面部的內(nèi)表面上產(chǎn)生氫氣。由于電解槽本體Ila的底面部的上表面被絕緣部件Ilg覆蓋，所以在底面部的上表面上不進行電解浴12的電解反應(yīng)，不產(chǎn)生氫氣。 [0074]在陽極室14a處產(chǎn)生的氟氣從氣體排出口 16a通過排氣管17a被引導(dǎo)至電解槽11的外部。在陰極室14b處產(chǎn)生的氫氣從氣體排出口 16b通過排氣管17b被引導(dǎo)至電解槽11的外部。
[0075](2)液體隔壁的詳細(xì)
圖5是液體隔壁13B的外觀立體圖，圖6是形成于液體隔壁13B的貫穿孔H的放大圖。圖6 (a)是貫穿孔H的縱向截面圖，圖6(b)是從陽極室14a所見的貫穿孔H的側(cè)視圖，圖6(c)是從陰極室14b所見的貫穿孔H的側(cè)視圖。圖6(a)表示圖6(b)以及圖6(c)的A-A線截面。
[0076]如圖5所示，在液體隔壁13B中形成多個圓形的貫穿孔H。在圖5的例子中，多個貫穿孔H沿著液體隔壁13B的周向成為兩列。此時，電解浴12中的離子能夠通過多個貫穿孔H在陽極室14a和陰極室14b之間移動。由此，在陽極室14a以及陰極室14b中穩(wěn)定且順暢地進行電解反應(yīng)。
[0077]此時，如果由電解反應(yīng)產(chǎn)生的氟氣以及氫氣通過貫穿孔H移動，則在陽極室14a或陰極室14b中，氟氣和氫氣混合。由此,氟氣和氫氣反應(yīng)，氟氣的生成效率降低，并且也有根據(jù)氟氣以及氫氣的比而生成爆炸性的混合氣體的可能性。
[0078]因此，各貫穿孔H的直徑被設(shè)定成氟氣以及氫氣的氣泡不通過的大小。但是，因此也存在氣泡滯留在貫穿孔H內(nèi)，且堵塞貫穿孔H的情況。特別是，由于氫氣比氟氣難溶解于電解浴12中，因此，氫氣的氣泡容易滯留在貫穿孔H內(nèi)，且容易堵塞貫穿孔H。如果貫穿孔H被堵塞，則電解浴12不能通過貫穿孔H移動。由此，不能穩(wěn)定地進行電解反應(yīng)。
[0079]因此，在本實施方式中，如圖6所示，各貫穿孔H具有從陽極室14a側(cè)的端部向斜上方延伸至陰極室14b側(cè)的端部的上表面LI。以下，將陽極室14a側(cè)的貫穿孔H的端部稱為陽極側(cè)端，且將陰極室14b側(cè)的貫穿孔H的端部稱為陰極側(cè)端。貫穿孔H的下表面L2從陽極側(cè)端水平地延伸至陰極側(cè)端。在此，所謂的貫穿孔H的上表面是指在貫穿孔的內(nèi)周面中朝向下方的區(qū)域，所謂的貫穿孔H的下表面是指貫穿孔H的內(nèi)周面中朝向上方的區(qū)域。
[0080]貫穿孔H的陽極側(cè)端的上下方向的直徑Dl被設(shè)定成電解浴能夠通過且氟氣以及氫氣的氣泡不通過的大小。直徑Dl例如在Imm以上3mm以下,且優(yōu)選地在Imm以上2mm以下。貫穿孔H的陰極側(cè)端的上下方向的直徑D2比直徑Dl大。直徑D2例如在5mm以上IOmm以下，且優(yōu)選地在5mm以上8mm以下。液體隔壁13B的厚度TH例如在5mm以上IOmm以下，且優(yōu)選地在5mm以上8mm以下。
[0081]在本實施方式涉及的電解裝置10中，即使氫氣的氣泡從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)，該氣泡也沿著貫穿孔H的上表面返回至陰極室14b，且浮上至液面。因此，防止從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)的氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H。
[0082]另外，陽極室14a側(cè)的貫穿孔H的上下方向的直徑比陰極室14b側(cè)的貫穿孔H的上下方向的直徑小。并且，如上所述，氟氣比氫氣容易溶解于電解浴12中。因此，防止氟氣的氣泡從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)。
[0083]以該方式，防止氟氣以及氫氣的氣泡通過貫穿孔H移動，且防止氟氣以及氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H。由此，能夠在不降低氟氣的生成效率的情況下，穩(wěn)定且順暢地進行電解反應(yīng)。
[0084](3)貫穿孔的其它例子 (3-1)
液體隔壁13B的貫穿孔H的形狀不限于圖5以及圖6的例子。圖7是表示在液體隔壁13B中形成的貫穿孔H的其它例子的圖。關(guān)于圖7(a)以及圖7(b)的例子，說明與圖5以及圖6的例子不同的點。
[0085]在圖7(a)的例子中，貫穿孔H的上表面LI從陽極側(cè)端水平地延伸至陽極側(cè)端和陰極側(cè)段的中間點P1，且從中間點Pl向斜上方延伸至陰極側(cè)端。此時，也防止從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)的氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H，并且防止氟氣的氣泡從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)。
[0086]在圖7 (b)的例子中，貫穿孔H的上表面LI從陽極側(cè)端向斜下方延伸至中間點PI，且從中間點Pl向斜上方延伸至陰極側(cè)端。此時，也防止從陰極室14b進入貫穿孔H內(nèi)的氫氣的氣泡堵塞貫穿孔H。另外，即使氟氣氣泡從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)，該氣泡也沿著貫穿孔H的上表面LI返回至陽極室14a，且浮上至液面。因此，防止從陽極室14a進入貫穿孔H內(nèi)的氟氣的氣泡堵塞貫穿孔H。
[0087](3-2)
在上述的例子中，貫穿孔H具有圓形的縱向截面，但貫穿孔H也可以具有橢圓形狀、三角形或四邊形等其它形狀的縱向截面。
[0088](3-3)
在上述的例子中，貫穿孔H的上表面LI以朝向陰極側(cè)端向斜上方直線狀地延伸的方式設(shè)置，但不限于此，例如貫穿孔H的上表面LI也可以以朝向陰極側(cè)端向斜上方彎曲地延伸的方式設(shè)置。
[0089](4)液體隔壁的其它的例子 圖8是用于說明液體隔壁13B的其它例子的截面圖。在圖8中顯示了氣體隔壁13A的下端部以及液體隔壁13B的上端部。關(guān)于圖8的例子，說明與圖5以及圖6的例子不同的點。
[0090]在圖8的例子中，液體隔壁13B的上端部以覆蓋氣體隔壁13A的外周面(陰極室14b側(cè)的表面)的下端部的方式設(shè)置。在氣體隔壁13A的下端部浸潰于電解浴12的狀態(tài)下進行電解浴12的電解反應(yīng)時，在電解浴12內(nèi)，氣體隔壁13A極化，且在氣體隔壁13A的外周面帶有正的電荷。此時，金屬從帶有正電荷的氣體隔壁13A的外周面離子化，且溶出于電解浴12中，氣體隔壁13A的外周面容易被腐蝕。因此，在本例子中，浸潰于電解浴12中的氣體隔壁13A的外周面的部分被液面隔壁13B覆蓋。由此，防止電解浴12接觸氣體隔壁13A的外周面，且防止浸潰于電解浴12中的氣體隔壁13A的外周面的部分腐蝕。[0091]另外，液面隔壁13B的上端部優(yōu)選延伸至電解浴12的液面的上方。此時，能夠切實地防止電解浴12接觸氣體隔壁13A的外周面。而且，由于液面隔壁13B的上端部位于陰極室14b側(cè)，所以即使液面隔壁13B的上端部延伸至電解浴12的液面的上方，氟氣以及氟化氫蒸氣不與液面隔壁13B接觸。因此，防止液面隔壁13B的腐蝕。
[0092](5)其它實施方式 (5-1)
在上述實施方式中，氣體隔壁13A與液體隔壁13B分開設(shè)置，但在氣體隔壁13A以及液體隔壁13B的腐蝕被防止時或氣體隔壁13A以及液體隔壁13B的腐蝕不成為問題時，氣體隔壁13A以及液體隔壁13B也可一體地設(shè)置。
[0093](5-2)
在上述實施方式中，氣體隔壁13A以及液體隔壁13B分別為圓筒狀，但不限于此，氣體隔壁13A以及液體隔壁13B也可分別是方筒狀或平板狀等其它形狀。
[0094](5-3)
上述實施方式是將本發(fā)明適用于產(chǎn)生氟氣的電解裝置的例子，但同樣地也能夠?qū)⒈景l(fā)明適用于產(chǎn)生氧氣等其它氣體的電解裝置。
[0095](6)權(quán)利要求的各構(gòu)成要素與實施方式的各部分的對應(yīng)關(guān)系 以下，說明權(quán)利要求的各構(gòu)成要素與實施方式的各部分的對應(yīng)的例子，但本發(fā)明并非被限定于下述的例子。
[0096]在上述的實施方式中，電解浴12是電解浴的示例，電解槽11是電解槽的示例，貫穿孔H是開口的示例，上表面LI是上表面的示例，隔壁13是隔壁的示例，陽極室14a是陽極室的示例，陽極15a是陽極的示例，陰極室14b是陰極室的示例，陰極15b是陰極的示例，液體隔壁13B是液體隔壁的示例。
[0097]作為權(quán)利要求的各構(gòu)成要素，也能夠使用具有在權(quán)利要求中記載的結(jié)構(gòu)或功能的其它各種要素。
[0098]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明能夠有效地利用于氣體發(fā)生裝置等各種電解裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種電解裝置，通過對電解浴進行電分解而產(chǎn)生氟氣以及其它氣體， 具有收容電解浴的電解槽， 所述電解槽具有: 電解槽本體，在上部具有第一開口 ； 第一蓋體，具有比所述第一開口小的第二開口，且以閉塞所述第一開口的方式設(shè)置于所述電解槽本體； 第一密封部件，以圍住所述第二開口的方式設(shè)置于所述第一蓋體； 第二蓋體，以閉塞所述第二開口的方式夾著所述第一密封部件設(shè)置在所述第一蓋體上； 第一電極，安裝于所述第二蓋體；以及 隔壁，將所述電解槽本體內(nèi)分隔成產(chǎn)生氟氣的第一室和產(chǎn)生其它氣體的第二室， 其中，所述隔壁以所述第一室設(shè)置在所述第一密封部件的內(nèi)側(cè)的區(qū)域的方式形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解裝置，其特征在于，所述隔壁以圍住所述第一電極的周圍的方式一體地設(shè)置于所述第一蓋體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電解裝置，其特征在于，所述電解槽本體作為第二電極發(fā)?車功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電解裝置，其特征在于，還具備以圍住所述第一開口的方式設(shè)置于所述電解槽本體的第二密封部件， 所述第一蓋體夾著所述第二密封部件設(shè)置在所述電解槽本體上。
5.—種電解裝置,具備: 收容電解浴的電解槽； 隔壁，以將所述電解槽內(nèi)區(qū)分成陽極室和陰極室的方式設(shè)置，且具有所述電解浴中的離子能夠通過的開口； 陽極，設(shè)置在所述電解槽的所述陽極室；以及 陰極，設(shè)置在所述電解槽的所述陰極室， 其中，所述隔壁的所述開口具有朝向所述陽極室以及所述陰極室中的至少一個向斜上方延伸的上表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解裝置，其特征在于，在所述陽極室中產(chǎn)生氟氣，且在所述陰極室中產(chǎn)生氫氣， 所述開口的所述上表面以朝向所述陰極室側(cè)向斜上方延伸的方式設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解裝置，其特征在于，所述陽極室側(cè)的所述開口的端部的面積比所述陰極室側(cè)的所述開口的端部的面積小。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的電解裝置，其特征在于，所述隔壁包括浸潰于所述電解浴中的液體隔壁， 所述開口設(shè)置于所述液體隔壁， 所述液體隔壁由全氟樹脂形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項所述的電解裝置，其特征在于，在所述陽極的表面施加導(dǎo)電性金剛石涂層加工。
【文檔編號】C25B1/24GK103635609SQ201280032007
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】兒玉昌士, 初代善夫 申請人:東洋炭素株式會社
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