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(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】
(24)【登録日】2024-06-24
(45)【発行日】2024-07-02
(54)【発明の名称】電気分解槽用の電極構造体
(51)【国際特許分類】
C25B 9/00 20210101AFI20240625BHJP
C25B 1/26 20060101ALI20240625BHJP
C25B 9/63 20210101ALI20240625BHJP
C25B 9/77 20210101ALI20240625BHJP
C02F 1/461 20230101ALI20240625BHJP
【ＦＩ】
C25B9/00 C
C25B1/26 C
C25B9/63
C25B9/77
C02F1/461 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022577567
(86)(22)【出願日】2021-06-21
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-31
(86)【国際出願番号】 KR2021007712
(87)【国際公開番号】W WO2022039364
(87)【国際公開日】2022-02-24
【審査請求日】2022-12-16
(31)【優先権主張番号】10-2020-0103860
(32)【優先日】2020-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0131649
(32)【優先日】2020-10-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】516357351
【氏名又は名称】テックウィン カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＴＥＣＨＷＩＮ Ｃｏ．， ＬＴＤ
【住所又は居所原語表記】（Ｓｏｎｇｊｅｏｎｇ－ｄｏｎｇ） ６０， Ｊｉｋｊｉ－ｄａｅｒｏ ４７４ｂｅｏｎ－ｇｉｌ， Ｈｅｕｎｇｄｅｏｋ－ｇｕ， Ｃｈｅｏｎｇｊｕ－ｓｉ， Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｂｕｋ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】ジョン，ブン イク
(72)【発明者】
【氏名】キム，ジョン シク
(72)【発明者】
【氏名】チョ，テ シン
(72)【発明者】
【氏名】チェ，ドン ヒョク
(72)【発明者】
【氏名】キム，テ ウ
【審査官】長谷部 智寿
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５９－１９７５８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－１２５３８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭４７－０１９３４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５３－１０８８９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１４３４８１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２５Ｂ １／００－９／７７
Ｃ０２Ｆ １／４６１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極板と、前記電極板の一面に前記電極板の周面に沿って具備された流路ガイドと、
電極構造体の下部で前記電極板及び前記流路ガイドを貫通する下部通孔と、
前記流路ガイド及び前記下部通孔を連通させる第１の流路と、
前記電極構造体の上部で前記電極板及び前記流路ガイドを貫通する上部通孔と、
前記流路ガイド及び前記上部通孔を連通させる第２の流路と、
前記電極板の一面の中で前記流路ガイドが具備されない反応部と、
前記流路ガイドの下部内壁、上部内壁、及び側部内壁の中で提供される、前記反応部及
び前記流路ガイドを連通させる第３の流路と、
前記電極板の他面に具備された冷却ジャケットと、
を含み、
前記反応部は、前記流路ガイドの前記下部内壁に具備された前記第３の流路を介して、
前記反応部に流入した液体状の物質が電気分解される活性部と、前記活性部の上部に位
置して前記活性部で生成された気体状の物質が滞留する非活性部と、を含み、
前記液体状の物質の表面の下に位置した前記第３の流路は、前記第１の流路を介して
前記流路ガイドの内部に流入した原料物質が、前記活性部に移動する経路、前記活性部で
生成された液体状の電解生成物が前記流路ガイドの内部に移動する経路、および前記流
路ガイドの内部に移動した液体状の電解生成物中の一部が、前記活性部に循環されて戻
る経路を提供し、
前記液体状の物質の表面上に位置した前記第３の流路は、前記気体状の物質が前記流
路ガイドの内部に流入する経路を提供する、電極構造体。
【請求項2】
前記電極板及び前記冷却ジャケットは、同一の材質からなる、請求項１に記載の電極構造体。
【請求項3】
前記流路ガイドの内壁の面積に対する前記第３の流路の面積の割合は、０．０５～０．９５である、請求項１に記載の電極構造体。
【請求項4】
前記反応部の面積に対する前記活性部の面積の割合は、０．１～０．９である、請求項１に記載の電極構造体。
【請求項5】
請求項１に記載の前記電極構造体と、前記電極板の一面に対向して具備された隔膜と、を含む、電気分解槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電気分解槽用の電極構造体及びこれを含む電気分解槽に関する。
【背景技術】
【0002】
次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＯＣｌ）は、上下水処理、廃水処理、海水電解、及び船舶平衡水処理、農食品及び食資材殺菌消毒など種々の分野に適用されている。
【0003】
このような次亜塩素酸ナトリウムは、その濃度によって、低濃度の次亜塩素酸ナトリウム製造システム及び高濃度の次亜塩素酸ナトリウム製造システムを用いて製造される。
【0004】
濃度が０．４～１．０％である低濃度次亜塩素酸ナトリウムは、塩水を接触式電極反応が行われる無隔膜式電気分解槽を通過させて得られる。濃度が２％以上の高濃度次亜塩素酸ナトリウムは、陽極と陰極が隔膜によって画成された隔膜式電気分解槽で生成された塩素ガスと苛性ソーダを反応させて得られる。
【0005】
塩水を用いた隔膜式電気分解槽では、陽極と陰極を結合して組み立てるために、フッ素系樹脂からなる部品を利用する場合がある。このようなフッ素系樹脂は、耐食性には優れる反面、熱によって変形されやすいので、長期間運転時漏液及び／または漏気の原因になることができる。よって、これを改善して設備を簡素化するために金属材質だけで電気分解槽を構成することもある。
【0006】
図１は、従来の電気分解槽を示した模式図である。図１を参照すると、次亜塩素酸ナトリウムを製造するための従来の電気分解槽は、陰極室１と、陽極室３と、前記陰極室と陽極室とを区切るための隔膜２とを含んでなり、陰極室１及び陽極室３は、それぞれ陰極生成物及び陽極生成物を循環させる陰極タンク（図示せず）及び陽極タンク（図示せず）を含むことができ、前記陽極タンク及び前記陰極タンクから気体生成物及び液体生成物を分離する。このように、陰極生成物及び陽極生成物を循環させることで電気分解槽の内部で生成されるガスを速かに排出し、発生する熱を外部の熱交換器によって吸収することができる。
【0007】
また、前記陽極室及び前記陰極室でそれぞれ生成された塩素ガス及び苛性ソーダは、前記陽極タンク及び前記陰極タンクを経て反応槽（図示せず）に移動して反応する ことで次亜塩素酸ナトリウムが生成される。
【0008】
また、生成された次亜塩素酸ナトリウムのｐＨを１２以上に維持させて安定に貯蔵できるように反応槽及び／または次亜塩素酸ナトリウムタンクに苛性ソーダを注入するための苛性ソーダタンク及び注入装置が具備されて、次亜塩素酸ナトリウムの貯蔵する間の副産物の生成を抑制するための冷却システムがさらに具備される。
【0009】
このように、次亜塩素酸ナトリウムを製造するための従来の電気分解槽は、陽極タンクから排出される陽極水によって周辺環境が汚染されるという問題、製造された高濃度の次亜塩素酸ナトリウムの安定した貯蔵のための多数の設備（タンク、配管など）が複雑に構成されることによってメンテナンスに対する負担が加重されるという問題があり、電気分解によって生成される塩素ガス、水素ガス、苛性ソーダなどは、有害化学物質と指定された危険物質であるから、これらを外部へ露出した配管を介して移送、循環させる場合、事故、破損時無駄な危険をもたらすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、前述した従来の技術の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、電気分解槽及びこれを含む設備を全体的に簡素化すると同時に、物質を移送及び／または循環させるための配管が外部へ露出することを最小化してメンテナンス及び管理が便利であり、事故、破損による危険を軽減させることができる電極構造体及びこれを含む電気分解槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様は、電極板と、前記電極板の一面に前記電極板の周面に沿って具備された流路ガイドと、を含む電極構造体を提供する。
【0012】
一実施形態において、前記電極板の他面に具備された冷却ジャケットをさらに含むことができる。
【0013】
一実施形態において、前記電極板及び前記冷却ジャケットは、同一の材質からなることができる。
【0014】
一実施形態において、前記電極構造体の下部で前記電極板及び前記流路ガイドを貫通する下部通孔と、前記流路ガイド及び前記下部通孔を連通させる第１の流路と、をさらに含むことができる。
【0015】
一実施形態において、前記電極構造体の上部で前記電極板及び前記流路ガイドを貫通する上部通孔と、前記流路ガイド及び前記上部通孔を連通させる第２の流路と、をさらに含むことができる。
【0016】
一実施形態において、前記電極板の一面の中で前記流路ガイドが具備されない反応部と、前記流路ガイドを連通させる第３の流路と、をさらに含むことができる。
【0017】
一実施形態において、前記第３の流路は、前記流路ガイドの下部内壁、上部内壁、及び側部内壁の中で少なくとも一つに具備されることができる。
【0018】
一実施形態において、前記流路ガイドの内壁の面積に対する前記第３の流路の面積の割合は、０．０５～０．９５であることができる。
【0019】
一実施形態において、前記反応部は、前記反応部に流入した液体状の物質が電気分解される活性部と、前記活性部の上部に位置して前記活性部で生成された気体状の物質が滞留する非活性部と、を含み、前記反応部の面積に対する前記活性部の面積の割合は、０．１～０．９であることができる。
【0020】
本発明の他の一態様は、前記電極構造体と、前記電極板の一面に対向して具備された隔膜と、を含む電気分解槽を提供する。
【発明の効果】
【0021】
本発明の一態様による電極構造体は、電極板と、前記電極板の一面に前記電極板の周面に沿って具備されて電気分解槽に対する物質の流出入経路を提供する流路ガイドと、を含むことで、電気分解槽及びこれを含む設備を全体的に簡素化すると同時に、物質を移送及び／または循環させるための配管が外部に露出することを最小化してメンテナンス及び管理が便利であり、事故、破損による危険を軽減させることができる。
【0022】
本発明の効果は、前記した効果に限定されるものではなくて、本発明の詳細な説明または請求範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むものと理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で具現されることができ、したがって、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。そして、図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書の全般に亘って同様な部分に対しては同様な符号を付した 。
【0025】
明細書の全般において、ある部分が他の部分と「連結」されているとされるとき、これは「直接に連結」されている場合だけではなく、その中間に他の部材を介在して「間接的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とされるとき、これは特別に反対の意味で記載される別途の記載がない限り、他の構成要素を排除するものではなく、他の構成要素をさらに具備することができるということを意味する。
【0026】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。
【0027】
図２は、本発明の一実施形態による電極構造体を示した模式図である。図２を参照すると、本発明の一態様による電極構造体は、電極板１、３と、前記電極板の一面に前記電極板の周面に沿って具備された流路ガイド５と、を含むことができ、前記電極板の他面に具備された冷却ジャケット４をさらに含むことができる。
【0028】
前記電極板は、陽極板３または陰極板１であることができ、前記電極板が陽極板である場合（図２ｂ）及び陰極板である場合（図２ａ）、それぞれ前記電極板を基準とした冷却ジャケット４及び前記流路ガイド５の位置は相互逆転されることができる。
【0029】
前記電極構造体を含む電気分解槽において、前記電極板は、金属材質、例えば、チタン、ステンレス鋼などからなることができる。
【0030】
前記流路ガイド５は、前記電極板１、３の一面に前記電極板１、３の周りに沿って具備されることができ、その内部に沿って物質が移動することができる中空構造を有することができる。また、前記流路ガイド５に形成された通孔及び流路は、前記電極板１、３の一面の中で前記流路ガイド５が具備されない内部領域へ原料物質を流入させるだけでなく、前記内部領域で生成された電解生成物を外部へ流出させることができる。
【0031】
前記冷却ジャケット４は、前記電極板１、３の一面に具備されてその内部を貫通する冷媒、例えば、冷却水が電解反応によって発生した熱を直ちに吸収することができ、これによって、従来のように電気分解槽での発熱を制御するために具備された陽極生成物及び／または陰極生成物循環ライン及び／またはこのような循環ライン上に具備された熱交換器を省略して設備を簡素化することができる。
【0032】
前記電極板１、３と前記冷却ジャケット４とは同じ材質からなることができる。前記冷却ジャケット４は、前記電極板１、３の一面に具備され、前記電極構造体が多段で結合される場合、前記電極板、より具体的に、陰極板１と陽極板３との間に介在されるので、前記陰極板１及び陽極板３が相互絶縁されないように所定の伝導性を有することが好ましい 。
【0033】
前記冷却ジャケット４は、前記陰極板１及び／または陽極板３の少なくとも一面と溶接などによって結合され、前記陰極板１及び／または陽極板３と同じ材質からなることができる。溶接によって結合された前記冷却ジャケット４は、基本的に、電気分解槽で発生した熱を吸収、解消するとともに前記陰極板１及び陽極板３を電気的に連結させることができる。
【0034】
一方、前記冷却ジャケット４は、前記電極板１、３にて電気分解反応が行われる領域、すなわち、後述する反応部及び／または活性部を部分的に及び／または全体的にカバーするように具備されることができる。
【0035】
図３は、本発明の一実施形態による電極構造体が多段で結合された形態を示した模式図である。図３ａを参照すると、「冷却ジャケット４－陰極板１－流路ガイド５－隔膜２－流路ガイド５－陽極板３」を含む単位構造が多段で結合されて電気分解槽を構成することができる。
【0036】
図４は、図３ａのＢ領域の背面を示した模式図である。図４を参照すると、前記電極構造体は、前記電極構造体の下部で前記電極板１及び前記流路ガイド５を貫通する下部通孔６と、前記流路ガイド５及び前記下部通孔６を連通させる第１の流路７と、をさらに含むことができる。例えば、前記第１の流路７は、前記流路ガイド５の内部及び前記下部通孔６の側壁を連通させることができる。
【0037】
図３ｂは、図３ａのＡ方向から見た電気分解槽の平面図である。図３ｂを参照すれば、前記単位構造は、前記陰極板１の下部通孔と、前記陽極板３の下部通孔とがそれぞれ重なり合うように多段で結合されることができる。
【0038】
前記陰極板１及び陽極板３の前記下部通孔６を介して原料物質が前記電気分解槽に流入することができる。具体的に、前記原料物質は、前記下部通孔６を介して前記電極板１、３に対して実質的に垂直方向に電気分解槽の内部に流入することができ、このような原料物質は、前記下部通孔６の側壁及び前記流路ガイド５の内部を連通させる前記第１の流路７を介して前記流路ガイド５の内部に流入することができる。
【0039】
図５は、図３ａのＣ領域の背面を示した模式図である。図５を参照すれば、前記電極構造体は、前記電極構造体の上部で前記電極板１及び前記流路ガイド５を貫通する上部通孔８と、前記流路ガイド５及び前記上部通孔８を連通させる第２の流路９と、をさらに含むことができる。例えば、前記第２の流路９は前記流路ガイド５の内部及び前記上部通孔８の側壁を連通させることができる。
【0040】
図３ｂを参照すると、前記単位構造は、前記陰極板１の上部通孔と、前記陽極板３の上部通孔がそれぞれ重なり合うように多段で結合されることができる。
【0041】
前記陰極板１及び陽極板３の前記上部通孔８を介して、陰極生成物及び陽極生成物がそれぞれ前記電気分解槽から流出されることができる。具体的に、電解生成物、すなわち、陰極生成物及び陽極生成物は、前記上部通孔８を介して前記電極板に対して実質的に垂直方向に電気分解槽の外部へ流出されることができ、このような陰極生成物及び陽極生成物は、前記上部通孔８の側壁及び前記流路ガイド５を連通させる前記第２の流路９を介して前記電極板の面方向に沿って前記上部通孔８に流出されて下流に具備された後続設備に移送されることができる。
【0042】
前記電極構造体は、前記電極板１の一面の中で前記流路ガイドが具備されていない反応部１３及び前記流路ガイド５を連通させる第３の流路をさらに含むことができる。
【0043】
前記第３の流路は、前記反応部に向かって前記流路ガイド５の内壁に具備されることができる。前記第３の流路は、前記流路ガイド５の内部及び前記反応部１３を連通させて両者間に物質が移動可能な経路を提供することができる。
【0044】
前記第３の流路は、前記流路ガイドの下部内壁、側部内壁及び上部内壁の中で少なくとも一つに具備されることができる。
【0045】
【0046】
図６ａを参照すると、前記第３の流路１０は、前記流路ガイドの前記下部内壁５’に、既に設定済みの間隔で離隔された２以上のもので具備されることができ、これによって、前記流路ガイド５の内部及び前記反応部１３の中で、後述する活性部間の物質の移動が均一に行われるようにすることができる。図６ｂを参照すると、前記第３の流路１１は、前記流路ガイドの前記側部内壁５’に既に設定済みの間隔で離隔された２以上のもので具備されることができ、これによって前記流路ガイド５の内部及び前記反応部１３間の物質の移動が均一に行われるようにすることができる。
【0047】
図７は、図６のＦ方向から見た流路ガイドの上部内壁の平面図である。
図７を参照すると、前記第３の流路１２は、前記流路ガイドの前記上部内壁５’に既に設定済みの間隔で離隔された２以上のもので具備されることができ、これによって、前記流路ガイド５の内部及び前記反応部１３の中で、後述する非活性部間の物質の移動が均一に行われるようにすることができる。前記流路ガイド５の前記上部内壁５’に具備された前記第３の流路１２を介して前記流路ガイド５の内部に移動した電解生成物は、前記第２の流路９及び前記上部通孔８を介して電気分解槽の外部に流出されることができる。
図７を参照すると、前記第３の流路１２は、前記流路ガイドの前記上部内壁５’に既に設定済みの間隔で離隔された２以上のもので具備されることができ、これによって、前記流路ガイド５の内部及び前記反応部１３の中で、後述する非活性部間の物質の移動が均一に行われるようにすることができる。前記流路ガイド５の前記上部内壁５’に具備された前記第３の流路１２を介して前記流路ガイド５の内部に移動した電解生成物は、前記第２の流路９及び前記上部通孔８を介して電気分解槽の外部に流出されることができる。
【0048】
前記流路ガイドの内壁５’の面積に対する前記第３の流路１０、１１、１２の面積の割合は、０．０５～０．９５、好ましくは、０．１～０．９、より好ましくは、０．２～０．８であることができる。
【0049】
前記流路ガイドの内壁５’の面積に対する前記第３の流路１０、１１、１２の面積の割合が０．０５、０．１、０．２未満であれば、前記流路ガイド５の内部及び前記反応部１３間の物質の移動を妨げることができ、０．９５、０．９、０．８超えであれば、物質の移動とそれによるバランスを制御しにくいばかりでなく、前記流路ガイド５の耐久性が低下する恐れがある。
【0050】
図８ａは、本発明の一実施形態による反応部の平面図であり、図８ｂは、図８ａのＧ－Ｇ’による断面図である。図８ａを参照すると、前記反応部１３は、前記反応部１３に流入した液体状の物質が電気分解される活性部１４と、前記活性部１４の上部に位置して前記活性部１４で生成された気体状の物質が滞留する非活性部１５と、を含むことができる。
【0051】
図８ｂを参照すれば、前記非活性部１５は、前記反応部１３を構成する前記電極板１であってもよく、前記活性部１４は、前記反応部１３の下端から既に設定済みの高さまで具備されることができる。前記活性部１４は、金属系の板、シート、フィルムなどが溶接、接着などによって前記反応部１３の下部に結合されたもの、及び／または金属系触媒が前記反応部１３の下部にコート、ドープなどによって導入されたものであってもよい。
【0052】
前記反応部１３に充填された前記液体状の物質が前記反応部１３の下部に具備された前記活性部１４でのみ電気分解されるようにするためには、前記活性部１４及び前記非活性部１５をそれぞれ異なる金属材質で構成する必要がある。例えば、前記非活性部１５、すなわち、前記電極板１はチタン、ステンレス鋼などを含むことができ、その下部の表面に具備された前記活性部１４は、白金、イリジウムなどを含むことができる。
【0053】
前記反応部１３の下部及び上部を、それぞれ前記活性部１４及び前記非活性部１５に区切ることにより、前記流路ガイド５の前記側部内壁に具備された前記第３の流路１１を介した物質の移動は、その位置、すなわち、高さによることになる。
【0054】
前記電極板１の前記反応部１３には、前記流路ガイド５の前記下部内壁及び側部内壁に具備された前記第３の流路１０、１１を介して流入した原料物質と電解生成物を含む液体が既に設定済みの水位、好ましくは、前記活性部１４の上端まで満たされることができるので、前記流路ガイド５の前記側部内壁のうち低い領域、すなわち、前記活性部１４の少なくとも一方、好ましくは、両側に具備された前記第３の流路１１は、前記液体の水面の下に位置することができ、それに比べて相対的に高い領域、すなわち、前記非活性部１５の少なくとも一方、好ましくは、両側に具備された前記第３の流路１１は、前記液体の水面の上に位置することができる。
【0055】
前記流路ガイド５の前記側部内壁の中で前記活性部１４の少なくとも一方、すなわち、前記液体の水面の下に位置した前記第３の流路１１は、前記流路ガイド５の前記下部内壁に具備された前記第３の流路１０とともに前記第１の流路７を介して前記流路ガイド５の内部に流入した原料物質が前記電極板の前記活性部１４に移動する経路を提供することができ、同時に、前記活性部１４で生成された液体状の電解生成物が前記流路ガイド５の内部に移動する経路を提供することができる。
【0056】
前記流路ガイド５の内部に移動した液体状の電解生成物は、前記下部通孔６を介して前記流路ガイド５の内部に流入する原料物質などが提供する圧力によって、前記第２の流路９及び前記上部通孔８で上向きに移動して電気分解槽の外部へ流出されることができる。
【0057】
また、前記流路ガイド５の内部に移動した液体状の電解生成物中の一部は、前記下部内壁に具備された前記第３の流路１０及び／または前記側部内壁の中で前記活性部１４の少なくとも一方、すなわち、前記液体の水面の下に位置した前記第３の流路１１を介して再び前記活性部１４に循環されて戻ることができる。このように、液体状の電解生成物のうちの一部を前記活性部１４へ循環させることで電解効率を一層向上させることができる。
【0058】
前記流路ガイド５の前記側部内壁の中で前記非活性部１５の少なくとも一方、すなわち、前記液体の水面の上に位置した前記第３の流路１１は、前記流路ガイド５の前記上部内壁に具備された前記第３の流路１２とともに前記活性部１４で生成された気体状の電解生成物が前記流路ガイド５の内部に移動する経路を提供することができる。前記流路ガイド５の内部に移動した気体状の電解生成物は前記第２の流路９及び前記上部通孔８を介して電気分解槽の外部に流出されることができる。
【0059】
前記反応部１３の下部及び上部がそれぞれ前記活性部１４と前記非活性部１５とに区切られる場合、前記反応部１３に満たされた原料物質及び電解生成物を含む液体の水面と前記上部内壁が既に設定済みの間隔で離隔されることができ、前記反応部１３の上端、具体的に、前記非活性部１５に所定の空間を形成することができる。
【0060】
このような空間は、電気分解反応によって生成された気体状の生成物を、前記液体の水面の上に具備された前記第３の流路１１、１２、前記第２の流路９及び前記上部通孔８を介して 円滑に排出させることができる。
【0061】
前記活性部１４には前記流路ガイド５の前記下部内壁に具備された前記第３の流路１０を介して流入した原料物質及び電解生成物を含む液体が既に設定済みの水位で満たされることができる。
【0062】
前記液体の水位があまり高くなると、前記活性部１４で生成された気体状の電解生成物が滞留可能な空間が狭くなる可能性があり、それによって、前記電気分解槽の内部圧力を制御しにくく、前記流路ガイド５の前記側部内壁に具備された第３の流路１１の大部分が前記液体の水面の下に浸され、このような気体状の電解生成物が外部へ排出される経路が適正に提供されにくいという問題がある。
【0063】
したがって、前記活性部１４に満たされた液体の水面の上にこのような気体状の電解生成物が円滑に滞留、排出できる空間が形成されるように、前記反応部１３の面積に対する前記活性部１４の面積の割合を既に設定済みの範囲に設計することができる。
【0064】
例えば、前記反応部１３の面積に対する前記活性部１４の面積の割合は、０．１～０．９、好ましくは、０．２～０．８、より好ましくは、０．３～０．７であることができる。
【0065】
本発明の他の一態様は、前記電極構造体と、前記電極板の一面に対向して具備された隔膜と、を含む電気分解槽を提供する。
【0066】
図３ａを参照されば、「冷却ジャケット４－陰極板１－流路ガイド５－隔膜２－流路ガイド５－陽極板３」を含む単位構造が多段で結合されて電気分解槽を構成することができる。
【0067】
前記単位構造が多段で結合された電気分解槽での物質の移動及び反応は、塩水の電気分解を介した次亜塩素酸ナトリウムの生成過程も基づいて下記のように例示されることができる。
【0068】
陽極板３の一周面に沿って具備された流路ガイド５の内部に流入した塩水は、流路ガイド５の下部内壁に具備された第３の流路及び側部内壁の中で低い領域に具備された第３の流路を介して陽極板の活性部に流入することができる。
【0069】
陰極板１の一周面に沿って具備された流路ガイド５の内部に流入した精製水は流路ガイド５の下部内壁に具備された第３の流路及び側部内壁の中で低い領域に具備された第３の流路を介して陰極板の活性部に流入することができる。
【0070】
陽極板及び陰極板に既に設定済みの電圧を印加すれば、陽極板の活性部で塩素ガス（Ｃｌ２）が発生し、ナトリウムイオンが隔膜を介して陰極板の活性部に移動して陰極板の活性部で苛性ソーダ（ＮａＯＨ）及び水素ガス（Ｈ２）が発生する。
【0071】
陽極板の活性部で生成された塩素ガス及びその他液状の生成物は、流路ガイド５の側部内壁及び上部内壁に具備された第３の流路を介して流路ガイドの内部に移動した後、第２の流路及び上部通孔を介して電気分解槽の外部に流出されることができる。
【0072】
陰極板の活性部で生成された水素ガス、苛性ソーダ水溶液及びその他液状の生成物は流路ガイド５の側部内壁及び上部内壁に具備された第３の流路を介して流路ガイドの内部に移動した後、第２の流路及び上部通孔を介して電気分解槽の外部へ流出されることができる。
【0073】
このように、前記電極構造体及びこれを含む電気分解槽は、電極板、前記電極板の一面に具備されて電解反応によって発生した熱を吸収する冷却ジャケットと、前記電極板の一面に前記電極板の周面に沿って具備されて電気分解槽に対する物質の流出入経路を提供する流路ガイドと、を含むことで、電気分解槽及びこれを含む設備を全体的に簡素化するととともに、物質を移送及び／または循環させるための配管が外部へ露出することを最小化してメンテナンス及び管理が便利であり、事故、破損による危険を軽減させることができる。
【0074】
前述の本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者は、本発明の技術的思想や要旨を変更することなく他の具体的な形態に容易に変形可能であるということを理解することができるはずである。したがって、前述した実施形態は、すべての面で例示的なものであり限定的なものではないと理解しなければならない。例えば、単一型のものと説明されている各構成要素は、分散して実施されてもよく、同様に、分散したものと説明されている構成要素も、結合された形態で実施されてもよい。
【0075】
本発明の範囲は、後述する特許請求の範囲によって規定され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出されるすべての変更又は変形された形態も本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0076】
１ 陰極板（または陰極室）
２ 隔膜
３ 陽極板（または陽極室）
４ 冷却ジャケット
５ 流路ガイド
５’ 流路ガイドの内壁
６ 下部通孔
７ 第１の流路
８ 上部通孔
９ 第２の流路
１０、１１、１２ 第３の流路
１３ 反応部
１４ 活性部
１５ 非活性部
２ 隔膜
３ 陽極板（または陽極室）
４ 冷却ジャケット
５ 流路ガイド
５’ 流路ガイドの内壁
６ 下部通孔
７ 第１の流路
８ 上部通孔
９ 第２の流路
１０、１１、１２ 第３の流路
１３ 反応部
１４ 活性部
１５ 非活性部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
