特許 6803837 ガスケット、該ガスケットを組み込んだ装置、および、方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6803837

(24)【登録日】2020年12月3日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】ガスケット、該ガスケットを組み込んだ装置、および、方法

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/10 20060101AFI20201214BHJP

   C25B 1/02 20060101ALI20201214BHJP

   C25B 1/26 20060101ALI20201214BHJP

   C25B 15/00 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   F16J15/10 Q

   C25B1/02

   C25B1/26 A

   C25B15/00 302Z

【請求項の数】21

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-526069(P2017-526069)

(86)(22)【出願日】2015年10月29日

(65)【公表番号】特表2017-536517(P2017-536517A)

(43)【公表日】2017年12月7日

(86)【国際出願番号】EP2015075108

(87)【国際公開番号】WO2016074937

(87)【国際公開日】20160519

【審査請求日】2018年10月26日

(31)【優先権主張番号】14192503.2

(32)【優先日】2014年11月10日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】517163663

【氏名又は名称】イネオス テクノロジーズ ソシエテ アノニム

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100095898

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(72)【発明者】

【氏名】シャノン ゲイリー マーティン

(72)【発明者】

【氏名】ネイラー アラン ロバート

(72)【発明者】

【氏名】ディヴァイン マーティン ジョン

【審査官】 的場 眞夢

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１７８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０３５１８５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９２８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０１２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５１０９３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｂ １／００−９／２０

１３／００−１５／０８

Ｆ１６Ｊ １５／００−１５／１４

Ｈ０１Ｍ ２／００−２／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾力性材料の閉鎖ループを備えたガスケットであって、前記ループは、内側周辺部および外側周辺部を有し、前記ガスケットは、前記外側周辺部からガスケット幅の０％〜３０％離れた第１の位置で第１の厚さを有し、前記第１の位置からガスケット幅の少なくとも５０％の箇所で測定された第２の位置で第２の厚さを有し、前記第１の位置と前記第２の位置の中間かつ各々からガスケット幅の少なくとも１０％の第３の位置で第３の厚さを有し、前記第１の厚さは、前記第３の厚さよりも大きく、前記第３の厚さは、前記第２の厚さよりも大きい、ガスケットにおいて、
ａ 前記ガスケットは、前記第１の厚さから前記第３の厚さまで、次いで、前記第２の厚さまで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで直線的にテーパする１つまたはそれ以上のテーパされた区分を経て厚さが減少し、
ｂ 前記ガスケットは、前記第１の厚さから前記第３の厚さまで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで段を形成する１つまたはそれ以上の段を経て、次いで、前記第３の厚さから前記第２の厚さまで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで段を形成する１つまたはそれ以上の段を経て厚さが減少し、
ｃ 前記ガスケットは、前記第１の厚さから前記第３の厚さまで、次いで、第２の厚さまで、上記の１つまたはそれ以上の段および上記の１つまたはそれ以上のテーパされた区分の組み合わせを経て厚さが減少する、
ことのいずれかであり、
前記ガスケットは、ボルト穴を備え、前記第１の厚さは、前記ガスケットの前記ボルト穴と前記第２の位置の中間にあり、
i) 前記ガスケットは、１つまたはそれ以上の段を含み、前記ボルト穴は、前記段と交差しない、かつ／または、
ii) 前記ガスケットの前記内側周辺部は、フルオロポリマーを含む、ガスケット。

【請求項2】

前記第２の位置は、前記内側周辺部からガスケット幅の０％〜３０％の箇所にある、請求項１に記載のガスケット。

【請求項3】

前記第１の位置と前記第２の位置の中間の前記第３の位置は、前記外側周辺部 からガスケット幅の４０％〜６０％離れた箇所にある、請求項１または請求項２に記載のガスケット。

【請求項4】

前記１つまたはそれ以上のテーパされた区分は、前記第１の位置と前記第２の位置の間の距離の少なくとも５０％に亘って生じる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項5】

前記ガスケットは、前記第１の位置から前記第３の位置まで厚さが減少し、次いで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで直線的にテーパする１つまたはそれ以上のテーパされた区分を経て、前記第２の位置まで厚さが減少する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項6】

前記テーパは、前記外側周辺部近くの比較的厚い断面から、前記内側周辺部近くの比較的薄い断面までの連続したテーパである、請求項５に記載のガスケット。

【請求項7】

前記ガスケットは、上面および下面を有し、鉛直方向に切ったときの前記第１の位置と前記第２の位置の間の前記ガスケットの断面は、等辺台形、直角台形または不等辺台形の形状をしている、請求項５に記載のガスケット。

【請求項8】

前記第１の位置と前記第２の位置の間の全体的なテーパの勾配は、前記内側周辺部から前記外側周辺部までのガスケットを通って延びる水平面に対して１：２０〜１：２００である、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項9】

前記第１の厚さは、前記ガスケットの前記外側周辺部にある、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項10】

少なくとも１つのリブが、前記ガスケットに設けられている、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項11】

前記ガスケットは、上面および下面を有し、前記ガスケットは、前記ガスケットの前記上面から直立し、前記ガスケットの内側周辺部と平行に延び、前記第３の位置と前記内側周辺部の中間に横たわる、少なくとも１つのリブを有する、請求項１０に記載のガスケット。

【請求項12】

前記ガスケットの前記上面から直立し、前記ガスケットの内側周辺部と平行に延びる前記少なくとも１つのリブは、前記第２の位置と前記内側周辺部の中間に横たわる、請求項１１に記載のガスケット。

【請求項13】

前記ガスケットは、上面および下面を含み、少なくとも１つのリブが、前記ガスケットの前記上面および前記下面の各々上に設けられている、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項14】

前記ガスケットの前記内側周辺部が、フルオロポリマーを含む、好ましくは、前記フルオロポリマーは、PTFEであり、および／または、前記フルオロポリマーは、削りだされたものである、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項15】

前記フルオロポリマーは、PTFEであり、および／または、前記フルオロポリマーは、削りだされたものである、請求項１４に記載のガスケット。

【請求項16】

電極組立体において使用するための請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスケット。

【請求項17】

陽極と陰極の中間のダイヤフラムまたは膜、および、前記ダイヤフラムと前記陽極および前記陰極の中間のガスケットを含む電極組立体において、前記電極組立体における少なくとも１つのガスケットは、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスケットである、電極組立体。

【請求項18】

陽極と陰極の中間のダイヤフラムまたは膜、および、前記ダイヤフラムと前記陽極および前記陰極の中間のガスケットを含む電極組立体において電極を改装する方法であって、該方法は、
i) 電極組立体を分解することと、
ii) ガスケットを、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスケットと交換することと、
iii) 電極組立体を再組み立てすること、
と、を含む方法。

【請求項19】

請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスケットを含む１つまたはそれ以上の電極組立体を含むモジュールバイポーラまたはフィルタプレス電解槽において塩化アルカリを電解する方法。

【請求項20】

電極組立体における、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスケットの使用。

【請求項21】

電極組立体において、改装間の作動耐用年数を延ばし、漏れ事故を減らすことによって電極の停止時間を低減することにおける、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスケットの使用

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスケット、該ガスケットを組み込んだ装置、および、それらの使用方法に関する。さらに詳しくは、しかし排他的にでなく、本発明は、塩化アルカリ法および燃料セルでの使用のためのモジュールバイポーラおよびフィルタプレス電解槽のような電極構造で使用するためのガスケットに関する。本発明のガスケットは、例えば、熱交換器、特にプレート熱交換器およびフレーム熱交換器におけるような、他の用途で有用である。

【背景技術】

【0002】

米国特許第６７６１８０８号は、電極組立体を記載する。これらの組立体は、効率的ではあるけれども、何年かの使用後には、ガスケットは、より効率的でなくなり、交換しなければならない。ガスケットを交換するためには、装置を停止する必要があり、その結果、生産性を失う。さらに、ガスケットの交換によって、必要よりも早く、膜または電極被覆のような他の構成部品を改装することとなり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、ガスケットに、向上された耐用年数を与え、それによって、改装の前に装置がより長く作動することを可能にすることを追求する。

【0004】

本発明は、さらに、既存の装置が事前に予想されるよりも長く作動することを可能にするように、既存の装置を改装するための手段を提供することを追求する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、弾力性材料の閉鎖ループを備えたガスケットであって、前記ループは、内側周辺部および外側周辺部を有し、前記ガスケットは、前記外側周辺部からガスケット幅の０％〜３０％離れた第１の位置で第１の厚さをし、前記第１の位置からガスケット幅の少なくとも５０％の箇所で測定された第２の位置で第２の厚さを有し、前記第１の位置と前記第２の位置の中間かつ各々からガスケット幅の少なくとも１０％の第３の位置で第３の厚さを有し、前記第１の厚さは、前記第３の厚さよりも大きく、前記第３の厚さは、前記第２の厚さよりも大きい、ガスケットにおいて、
ａ 前記ガスケットは、前記第１の厚さから前記第３の厚さまで、次いで、前記第２の厚さまで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで直線的にテーパする１つまたはそれ以上のテーパされた区分を経て厚さが減少し、
ｂ 前記ガスケットは、前記第１の厚さから前記第３の厚さまで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで段を形成する１つまたはそれ以上の段を経て、次いで、前記第３の厚さから前記第２の厚さまで、前記内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで段を形成する１つまたはそれ以上の段を経て厚さが減少し、
ｃ 前記ガスケットは、前記第１の厚さから前記第３の厚さまで、次いで、前記第２の厚さまで、上記の１つまたはそれ以上の段および上記の１つまたはそれ以上のテーパされた区分の組み合わせを経て厚さが減少する、
ことのいずれかである、ガスケットが提供される。

【0006】

本発明は、ガスケットに関する。ガスケットは、弾力性材料の閉鎖ループを備え、外側周辺部および内側周辺部を有する。閉鎖ループは、意図した使用に適した任意の形状にあるのがよい。電解槽における使用のために、略矩形の形状が典型的である。ガスケットは、ゴム、例えばEPDM(エチレン-プロピレン-ジエンターポリマー)のような弾力性材料でできているが、他の弾力性材料の使用も排除されない。弾力性材料がゴムの場合には、典型的には、弾力性材料は、約３５〜９５、例えば、３５、４５、５５、６５、７５、８５、または、９５の硬度（IRHD ISO 48）を有する。典型的な硬度範囲は、IRHD ISO 48によって測定される６５〜８５のような、６０〜９０であり、（イギリス版２０１０）方法ＮでIRHD値３５−８５、また、方法ＨでIRHD値８５−９５である。両方法のための試料寸法は、８−１０ｍｍ厚さ、および他の寸法は、２５ｍｍ以上である。

【0007】

電極組立体では、しかしながら、ゴムは、リカー(liquor)または発生されたガスによって侵蝕または劣化され得る。したがって、内側周辺部は、弾力性材料のライナを備えるのがよい。典型的には、弾力性材料は、PTFEまたはFEP(弗素化エチレンプロピレン)のようなフルオロポリマーである。多くのフルオロポリマーが、押出によって加工される。しかしながら、フルオロポリマーを押出可能にするためには、加工を助けるために、ポリマーに他の材料が添加される。添加された材料を含有する押出ポリマーは、セル内容物に対しては全体的には抵抗性ではなく、時間が経つと劣化する。削り取られた(skived)フルオロポリマーが使用される場合には、一層良好な結果が得られる。削り取り(skiving)は、ブロックから薄い層を切り取る方法である。削り取りによって、押し出されていない、それ故、加工補助の存在を必要としないフルオロポリマーを使用することが可能である。削り取られたフルオロポリマーが使用されるときに、一層大きい耐久性が得られる。

【0008】

本発明のガスケットは、外側周辺部からガスケット幅の０％〜３０％離れた第１の位置で第１の厚さを有する。実施形態では、第１の厚さは、ガスケットの外側周辺部にある。実施形態では、第１の厚さは、ボルト穴を備え、第１の厚さは、ボルト穴とガスケットの外側周辺部の中間にある。

【0009】

第２の厚さは、第１の位置からガスケット幅の少なくとも５０％の箇所で測定された第２の位置にある。好ましくは、第２の位置は、前記内側周辺部からガスケット幅の０％〜３０％の箇所にある。

【0010】

第３の厚さは、第１の位置と第２の位置の中間かつ各々からガスケット幅の少なくとも１０％の箇所にある。好ましくは、第３の位置は、外側周辺部からガスケット幅の４０％〜６０％離れた箇所にある。

【0011】

第１の厚さは、典型的には、第２の厚さよりも０．１〜３．０ｍｍ大きく、例えば、第２の厚さよりも０．２〜２．０ｍｍ大きく、より好ましくは、第２の厚さよりも０．５〜１．０ｍｍ大きい。

【0012】

第１の厚さは、典型的には１〜１０．０ｍｍ、好ましくは２．０〜７．０ｍｍの範囲にある。

【0013】

第３の厚さは、好ましくは、第２の厚さよりも少なくとも０．２ｍｍ大きく、第１の厚さよりも少なくとも０．２ｍｍ薄い。例えば、第３の厚さは、第２の厚さよりも０．２〜０．５ｍｍ大きく、第１の厚さよりも０．２〜０．５ｍｍ薄いのがよい。第３の厚さは、第１の厚さと第２の厚さの平均、プラスまたはマイナス差の３０％、特にプラスまたはマイナス差の１０％に等しいのがよい。

【0014】

本発明によるガスケットでは、第１の厚さは、第３の厚さよりも大きく、第３の厚さは、第２の厚さよりも大きい。厚さの減少は、特許請求の範囲に記載されているように、また、以下でさらに説明されるように、１つまたはそれ以上のテーパ、および／または、１つまたはそれ以上の段によって得ることができる。

【0015】

一般的に、水平面上に置かれたときに、ガスケットは、内側周辺部および外側周辺部の上側部分と下側部分の間の上面および下面によって構成されるのがよい。本発明の説明の便宜のために、ガスケットの面は、ガスケットが水平配向になくても、以下に説明するように、水平面上に置かれたときのそれらの配向に基づいて、また、テーパおよび／または段、および、リブの位置に基づいて、「上」面および「下」面と呼ばれる：
1) ガスケットが、一方の面上だけにテーパおよび／段を有する場合には、これは、いかなるリブの存在および位置にもかかわらず、上面であり、
2) ガスケットが、両面上にテーパおよび／または段を有するが、一方の面上だけに１つまたはそれ以上のリブを有する場合には、その１つまたはそれ以上のリブを備えた面が、上面と考えられるべきであり、
3) ガスケットが、両面上にテーパおよび／または段を有し、両面上に１つまたはそれ以上のリブを有する場合には、いずれの面も、本発明による上面と考えることができる。

【0016】

疑問を回避するために、出願人は、「上」面および「下」面を、ガスケット特徴の特別な関係を明らかにする目的のためだけに上記のように定義する。しかしながら、これは、使用されるときに、本発明のガスケットの配向を限定しない。使用に際して、ガスケットは、例えば、水平に取り付けられるのがよいが、等しく、水平でなく、例えば、鉛直に取り付けられてもよく、テーパおよび／または段、および、任意のリブは、使用されるガスケットのタイプに応じて、ガスケットのいずれかの側または両側でかかる任意の配向にされてもよい。

【0017】

下面は、（上記したように水平面上に置かれるときに）本質的に平ら（水平）であるのがよく、必要な厚さの減少は、上面上のテーパおよび／または段によって得られる。これは、好ましい。しかしながら、上記からも明らかなように、同じガスケットにおいて、上面と下面の両方上に段および／またはテーパがあることも可能である。

【0018】

１つの選択では、ガスケットは、第１の位置から第３の位置まで厚さが減少し、次いで、前記内周縁に向かう方向に減少された厚さまで直線的にテーパする１つまたはそれ以上のテーパされた区分を経て、第２の位置まで厚さが減少する。本願で使用される「内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで直線的にテーパする１つまたはそれ以上のテーパされた区分」は、ガスケットの厚さが、より厚い区分からより薄い区分まで直線的に変化する区分を意味する。テーパされた部分のテーパは、厚さの変化率、すなわち、テーパの「勾配」によって定義することができ、本願で使用されるテーパの「勾配」は、ガスケットが水平面上に置かれたときに内側周辺部から外側周辺部までガスケットを通して延びる水平面と垂直に測定されるべきである。

【0019】

第１の厚さから（第３の厚さを経て）第２の厚さまで単一のテーパがあってもよく、或いは、第１の厚さから第３の厚さまでの第１のテーパ、および、第３の厚さから第２の厚さまでの第２のテーパのような、異なるテーパを備えた２つまたはそれ以上のテーパされた区分があってもよい。

【0020】

好ましくは、１つまたはそれ以上のテーパされた区分は、第１の位置と第２の位置の間の距離の少なくとも５０％に亘って、より好ましくは少なくとも７５％に亘って生じる。

【0021】

より好ましくは、テーパは、外側周辺部近くのより厚い断面から、内側周辺部近くのより薄い断面までの連続したテーパであり、特に、外側周辺部から内側周辺部までの距離の７５％に亘ってカバーする。

【0022】

第１の位置と第２の位置の間の平均テーパの勾配は、内側周辺部から外側周辺部までガスケットを通して延びる水平面に対して略１：１０〜１：２００であり、好ましくは１：２０〜１：２００、例えば１：５０〜１：１５０である。

【0023】

なお一層好ましくは、第１の位置と第２の位置の間のガスケットの上面および下面によって形成された断面は、等辺台形、直角台形、或いは不等辺台形の形状をしている。これの例は、図３に示され、以下でさらに説明される。

【0024】

最も好ましくは、下面は、（上記したように水平面上に置かれるときに）本質的に平ら（水平）であるのがよく、厚さの減少は、上面である面上のテーパによって得られる。第１の位置と第２の位置の間のガスケットの上面および下面によって形成された断面は、次いで、直角台形の形状をしている。

【0025】

代替例では、ガスケットは、第１の位置から第３の位置まで、内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで段を形成する１つまたはそれ以上の段を経て厚さが減少し、次いで、第３の厚さから第２の位置まで、内側周辺部に向かう方向に減少された厚さまで段を形成する１つまたはそれ以上の段を経て厚さが減少する。本願で使用される「段」は、段のいずれかの側で厚さが少なくとも２倍変化する区分をいう。好ましくは、ガスケットの厚さは、一定である（勾配がない）か、或いは、段の前後で１：５０の勾配で変化するが、段中では、少なくとも１：２の勾配で変化する。

【0026】

代替的には、ガスケットは、上記のように、第１の厚さから第３の厚さまで、次いで、第３の厚さから第２の厚さまで、１つまたはそれ以上のテーパされた区分、および、１つまたはそれ以上の段の組み合わせを経て厚さが減少するのがよい。例えば、ガスケットは、第１の厚さから第３の厚さまで、１つまたはそれ以上のテーパされた区分を経て厚さが減少し、第３の厚さから第２の厚さまで、１つまたはそれ以上の段を経て厚さが減少するのがよい。

【0027】

上記したように、本発明のガスケットは、少なくとも１つのリブを有するのがよい。本発明のガスケットは、好ましくは、ガスケットの上面から直立し、第３の部分と内側周辺部の間に横たわる少なくとも１つのリブを有するのがよい。少なくとも１つのリブは、ガスケットの内側周辺部と略平行に延びている。

【0028】

実施形態は、ガスケットの上面から直立し、第２の部分と内側周辺部の間に横たわる少なくとも１つのリブを有するのがよい。実施形態では、少なくとも１つのリブが、ガスケットの上面および下面の各々上に設けられているのがよい。

【0029】

好ましい実施形態では、少なくとも１つのリブが、第２の位置と内側周辺部のライナの中間の上面上に横たわるのがよい。リブは、ガスケットの内側周辺部と略平行に延びている。典型的には１〜２０個の、より好ましくは１〜１０個の、なおより好ましくは２〜６個のリブが設けられている。リブは、典型的には、ガスケットから０．２ｍｍだけ直立している。

【0030】

１つの実施形態では、ガスケットの上面上に、ガスケットの上面の上方に０．５〜１．０ｍｍ直立する２〜５個のリブが設けられている。第１の厚さは、好ましくは３．０〜５．０ｍｍであり、好ましくは第２の厚さよりも０．５〜１ｍｍ大きい。

【0031】

本発明のもう１つの実施形態では、ガスケットの上面上に、ガスケットの上面の上方に０．３〜０．７ｍｍ直立する３〜６個のリブが設けられている。第１の厚さは、好ましくは４．０〜７．０ｍｍであり、好ましくは第２の厚さよりも０．１〜２ｍｍ大きい。

【0032】

使用に際して、リブは、隣接した構成部品に当接し、シールを通したリカーの漏れの可能性を減少させる曲がりくねった経路を構成する。リブは、加えられる圧力を局所的に増大させる。

【0033】

本発明によれば、さらに、陽極と陰極の中間のダイヤフラムまたは膜、および、前記ダイヤフラムと前記陽極および前記陰極の中間のガスケットを含む電極組立体において電極を改装する方法であって、該方法は、
i) 電極組立体を分解することと、
ii) ガスケットを本発明のガスケットと交換することと、
iii) 電極組立体を再組み立てすること、
と、を含む方法が提供される。

【0034】

本発明の別の観点によれば、本発明のガスケットを含む１つまたはそれ以上の電極組立体を含むモジュールバイポーラまたはフィルタプレス電解槽において塩化アルカリを電解する方法が提供される。
本発明のさらに別の観点によれば、電極組立体において、好ましくは、改装間の作動耐用年数を延ばし、漏れ事故を減らすことによって電極の停止時間を低減するのに、本発明のガスケットの使用が提供される。

【0035】

本発明の実施形態を、添付の図面を参照して非限定的な例として以下で説明する。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】従来技術によるガスケットの隅部の部分立面図である。

【図2】図１のガスケットの断面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態の断面図である。

【図4】本発明の第２の実施形態の断面図である。

【図5】本発明の第３の実施形態の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

上述したように、本発明は、広範な分野における用途を有するけれども、便宜的に、クロラルカリ電極に言及することによって説明する。

【0038】

図１および図２を参照すると、従来技術のガスケットは、内側周辺部１と、外側周辺部２と、一連のボルト穴３と、単一の段４と、を有する略矩形形状の閉鎖ループを備える。

【0039】

穴３は、装置が互いにボルト止めされることを可能にするための電極構成部品のフランジの穴と見当が合うように設けられている。他の実施形態、例えばフィルタプレス電解槽では、構成部品が、フランジボルト以外の手段によって加えられる長手方向力によって互いに押圧されるので、穴を設ける必要がないことがある。例には、ジャッキ、プレス、或いはタイロッドによって互いに圧縮された電解槽端プレートがあるだろう。

【0040】

図１および図２に示されているガスケットは、ガスケットの外側部分が、ガスケットの内側部分よりも厚いことによる段構造を有する。段は、ガスケットの穴を通過する。この構成の問題は、ガスケットの１つの部分に入ったリカーが、どこか別の場所に運ばれることがあることである。

【0041】

本発明は、外側周辺部からガスケット幅の０％〜３０％離れた第１の位置の厚さと、前記第１の位置からガスケット幅の少なくとも５０％の箇所で測定される第２の位置の厚さと、第１の位置と第２の位置の中間かつ各々からガスケット幅の少なくとも１０％の第３の位置の厚さと、を有し、前記第１の厚さは、前記第３の厚さよりも大きく、前記第３の厚さは、前記第２の厚さよりも大きいガスケットを提供する。

【0042】

これを達成することができる１つの方法は、ガスケットが、外側周辺部 近くの比較的厚い断面から、内側周辺部近くの比較的薄い断面までテーパするテーパを提供することによって達成される。かかる構成は、図３に示されており、参照番号１−５は、図１および図２と同じ構成部品に対応している。図３からわかるように、テーパは、外側周辺部２からボルト穴３（あれば）を越えてガスケットの内側周辺部のライナ５の縁の近くに延びるのがよい。上面は、一連の直立リブ６を備え、一連の直立リブ６は、ガスケットの内側周辺部と略平行に延びており、そのうちの３つが、図３に示されている。

【0043】

図３にはまた、上面７、下面８、第１の位置（Ａ）、第２の位置（Ｂ）、および、第３の位置（Ｃ）が参照符号を付して示されている。

【0044】

第１の位置と第２の位置の間のガスケットの上面および下面によって形成される断面は、破線の形状で示されているように、直角台形を構成する。

【0045】

図３にはまた、等辺台形および不等辺台形が示されている。かかる断面は、下面もまた、水平に対してテーパしているときに得られることができる。

【0046】

図４は、さらに好ましい実施形態である。この場合には、テーパは、ライナ部分を含むガスケットの全幅に亘って延びている。

【0047】

図５には、本発明のガスケットのもう１つの構成が示されている。この場合には、厚さの減少は、ガスケットの外側周辺部 に向かって移動するにつれて、複数の段を設けることによって達成される。この実施形態では、ボルト穴は、段を貫通していないのが好ましい。

【0048】

出願人は、理論によって縛られることは望まないけれども、ガスケットの外側周辺部 近くの比較的より厚い部分の存在は、さもなくばガスケットの内側周辺部における圧縮シール能力を減少させるであろうフランジの回転を均衡させる。

【0049】

フランジの回転は、フランジ上に加わる差力によって引き起こされる。

【0050】

差力の１つの原因は、フランジが接合し、補強ストラットとして役立つバン壁によって支持されるその内側周辺部で寸法形状的により安定性であるために因るものであり得る。

【0051】

もう１つの原因は、ガスケットの内側周辺部が、ガスケット材料の残りの部分よりも比較的より非適合的であるフルオロポリマーのような化学的に抵抗性材料の層によって補強されているときに生じ得る。

【0052】

フランジ上の差力の第３の原因は、フランジの中央線に沿ってフランジおよびガスケットを互いに圧縮するのに使用される力が欠如していることにより、圧縮力がガスケットの外側周辺部のより狭い材料側周辺部に選好的に加えられることに因り得る。これは、例えば、ボルト締めのための接近問題のために、ボルト穴の中心線が、フランジの中央線と整合するように設計することができないときに、ホルト止めフランジで起こり得る。非ボルト止めフランジでは、これは、フランジ間で端ジャッキから圧縮力を伝達するのに使用されるフランジ上のクランプ、バー、或いは他の媒体が、接近問題のために、フランジの中央線と整合するように設計することができないときに生じ得る。

【0053】

本発明のガスケットは、上記のすべての３つの原因からフランジ回転の負の作用を相殺し、ガスケットの内側周辺部上のシール圧力を増大させる。この改良されたシールは、さもなくば保護層の背後での加速されたガスケット損傷、または、ガスケットとフランジの間に捕えられたリカーによるフランジのすきま腐食のような漏れ、或いは他の潜在的な破壊作用をもたらすガスケットを通したリカーのトラッキングをなくすことによって、有利な使用耐用年数をもたらす。

【0054】

したがって、構成は、ガスケット／フランジ組立体が、ボルトによって圧縮されようと、ボルト止めされずにクランプまたはジャッキによって圧縮されようと、すべてのガスケット／フランジ組立体のためにガスケットの内側周辺部にリカー抵抗シールを形成するのを助ける。

【0055】

ガスケットの輪郭が、１つまたはそれ以上のテーパ、一連の段、或いはテーパと段の組み合わせを使用して得られようと、改良されたシールおよび耐用年数利益は、本発明のガスケット輪郭から得られる。さらにより大きいな利益が、本発明の輪郭を備えたガスケットが、
i) 内側周辺部にフルオロポリマーのような化学的に抵抗性の保護層を備え、
ii) 本願で記載したような１つまたはそれ以上のリブを備え、および／または、
iii) 本発明の輪郭が、段がボルト穴に交差せず、かくして、ボルト穴へのリカートラッキングの潜在的なルートを回避することを確実にすることによって、段およびボルト穴を含む場合に、達成される。

【0056】

上記の各々は、説明してきたような追加iの利益を提供することができる。特に好ましいのは、内側周辺部にフルオロポリマーのような化学的に抵抗性の保護層を設けることである。（第３の選択のために段およびテーパが存在するときに）その他の選択の１つまたは両方を備えたフルオロポリマーのような化学的に抵抗性の保護層を設けることは、最も大きい利益を提供する。

【0057】

従来技術のガスケットは、典型的には、３．５〜４年の使用耐用年数を有する。本発明のガスケットは、欠損なく４８か月に亘って試験を受け、なお負荷を受けている。したがって、典型的な耐用年数は、４年よりもかなり大きいと考えられる。

【0058】

試験例
本発明によるガスケット
図４によって概略的に示されたタイプの断面を有するガスケットが提供された。ガスケットは、BICHLOR(登録商標)塩化アルカリ電解槽に取り付けられるのに適した矩形の「写真フレーム」の形態をしており、内側周辺部上に削り取られたPTFEテープ保護部を備えたEPDMゴムから作られた。ガスケットは、ガスケットのまわりに１０ｃｍ間隔で２１ｍｍ径のボルト穴を含み、ボルト穴は、外側周辺部からガスケット幅の４０％離れた、および、内側周辺部からガスケット幅の６０％離れた位置に中心決めされた。シールするのを助けるべくボルト止め圧力を内側周辺部に伝達するのを助けるために、ガスケットは、不等辺台形の断面を備え、ガスケットの下面が内側周辺部および外側周辺部と直角に延び、ガスケットの上面が外側周辺部から内側周辺部までテーパされ、外側周辺部の厚さが内側周辺部の厚さよりも大きく、下面に対する上面の傾斜勾配が１：６７であるように作られた。さらに、ガスケットは、内側周辺部と平行に延びる４つのリブを上面に備えた。リブは、内側周辺部の厚さの１９％に等しい高さを有し、１．９ｍｍ間隔を隔てて配置されており、最も内側のリブは内側周辺部からガスケット幅の２４％離れた位置にあり、最も外側のリブは内側周辺部からガスケット幅の３６％離れた位置にあった。これらのガスケットは、次の例で、「タイプＡ」と呼ばれる。

【0059】

比較ガスケット
図２によって概略的に示されたタイプの断面を有するガスケットが提供された。これまたICHLOR(登録商標)塩化アルカリ電解槽に取り付けられるのに適した矩形の「写真フレーム」の形態をしたこの第２のタイプのガスケット、「タイプＢ」、の試料は、「タイプＡ」と化学的および機械的に同じEPDMゴムから、内側周辺部上に削り取られたPTFEテープ保護部を備えて作られた。内側周辺部と外側周辺部の間の距離、内側周辺部の厚さ、外側周辺部の厚さ、並びに、ボルト穴の寸法、間隔、および位置は、「タイプＡ」ガスケットと「タイプＢ」ガスケットで同じであった。しかしながら、「タイプＢ」ガスケットは、内側周辺部と平行なリブを有しておらず、テーパを備えていなかった。代わりに、「タイプＢ」ガスケットの上面は、下面と平行であり、両面は、内側周辺部および外側周辺部と垂直に延びる平面上に横たわっていた。この場合に、シールするのを助けるべくボルト止め圧力を内側周辺部に伝達するのを助けるために、外側周辺部と内側周辺部の高さの差は、外側周辺部からガスケット幅の４０％離れた、および、内側周辺部からガスケット幅の６０％離れた位置に単一の段を設けることによって達成された。

【0060】

例１
１４組の「タイプＡ」ガスケットが、旭化成社によって供給されたAciplex6801膜を使用したBICHLOR(登録商標)電解槽のモジュールに組み込まれた。電解槽は、水素側で２５０ミリバールゲージの内圧、および、塩素側で２３５ミリバールゲージの内圧で承認された手順により始動され、作動された。モジュールは、ボルト周囲の小外皮およびモジュールの底から吊り下がる鍾乳石のような小漏れの可視証拠のために定期的にモニタされた。４８か月の負荷後、モジュールは、漏れを示さず、良好に作動し続けた。

【0061】

例２
６９組の「タイプＡ」ガスケットが、旭化成社によって供給されたAciplex6801膜を使用したBICHLOR(登録商標)電解槽の６９個のモジュールに組み込まれた。電解槽は、水素側で２５０ミリバールゲージの内圧、および、塩素側で２３５ミリバールゲージの内圧で承認された手順により始動され、作動された。モジュールは、ボルト周囲の小外皮およびモジュールの底から吊り下がる鍾乳石のような小漏れの可視証拠のために定期的にモニタされた。４８か月の作動後、モジュールは、可視的漏れ兆候を示さず、良好に作動し続けた。

【0062】

例３（比較）
別の６９組の「タイプＢ」ガスケットが、旭化成社によって供給されたAciplex6801膜を使用したBICHLOR(登録商標)塩化アルカリ電解槽の６９個のモジュールに組み込まれた。電解槽は、水素側で２５０ミリバールゲージの内圧、および、塩素側で２３５ミリバールゲージの内圧で承認された手順により始動され、作動された。モジュールは、ボルト周囲の小外皮およびモジュールの底から吊り下がる鍾乳石のような小漏れの可視証拠のために定期的にモニタされた。１０か月の作動後、可視的漏れ兆候はなかった。２５か月負荷後、３個のモジュールが、低レベル漏れを指示する小ボルト外皮および鍾乳石を示し、３７か月負荷後、６個のモジュールが、低レベル漏れを示し、４９か月負荷後、７個のモジュールが、低レベル漏れ兆候を示した。

【0063】

例４（比較）
６９組の「タイプＢ」ガスケットが、E.I. Dupont de Nemours and Companyによって供給されたNafion膜を使用したBICHLOR(登録商標)塩化アルカリ電解槽の６９個のモジュールに組み込まれた。電解槽は、水素側で２５０ミリバールゲージの内圧、および、塩素側で２３５ミリバールゲージの内圧で承認された手順により始動され、作動された。モジュールは、ボルト周囲の小外皮およびモジュールの底から吊り下がる鍾乳石のような小漏れの可視証拠のために定期的にモニタされた。９か月の作動後、可視的漏れ兆候はなかった。２４か月負荷後、２個のモジュールが、低レベル漏れを指示する小ボルト外皮および鍾乳石を示し、３６か月負荷後、３個のモジュールが、低レベル漏れを示し、４８か月負荷後、７個のモジュールが、低レベル漏れ兆候を示した。

【0064】

本発明のガスケットは、新しく作られた組立体において有用であるが、既存の組立体のガスケットを交換し、それによって性能を改善するためにも使用することができる。

【符号の説明】

【0065】

１ 内側周辺部
２ 外側周辺部
３ ボルト穴
４ 段
５ ライナ
６ リブ
７ 上面
８ 下面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】