BR112012008853A2

BR112012008853A2 - junta de estanqueidade, união e sistema de célula eletroquímica

Info

Publication number: BR112012008853A2
Application number: BR112012008853-0A
Authority: BR
Inventors: Magali REYTIER; Jacques Besson; Lionel Bruguiere; Jean-François Juliaa
Original assignee: Commissariat A L' Energie Atomique; Technetics Group France Sas
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2020-07-07
Also published as: EP2491279A1; EP2491279B1; US20120258384A1; JP2013508635A; AU2010309944A1; CN102713375B; FR2951517A1; KR101715970B1; CN102713375A; CA2778007A1; US9890860B2; ES2434774T3; CA2778007C; JP5602236B2; WO2011048056A1; ZA201201876B; PL2491279T3; AU2010309944B2; BR112012008853B1; DK2491279T3

Abstract

JUNTA DE ESTANQUEIDADE, UNIÃO E SISTEMA DE CÉLULA ELETROQUÍMICA A invenção se refere a uma junta de estanqueidade (10) interposta entre dois elementos (4', 6) que apresentam coeficientes de dilatação térmica diferentes, a junta compreendendo: - uma primeira e uma segunda porções metálicas de contato (16a, 16b) espaçadas uma da outra de acordo com uma direção axial de empilhamento (8) ortogonal a uma direção radial (20); - meios de ligação estanque (14) entre as porções (16a, 16b), que permitem um deslocamento relativo entre essas últimas de acordo com uma direção radial; e - uma primeira e uma segunda peças de deslizamento (24a, 24b) respectivamente acopladas em translação de acordo com a direção radial às porções (16a, 16b ), e empilhadas de maneira a poder deslizar relativamente uma em relação à outra de acordo com a direção radial.

Description

“JUNTA DE ESTANQUEIDADE, UNIÃO E SISTEMA DE CÉLULA ELETROQUÍMICA” DESCRIÇÃO

DOMÍNIO TÉCNICO x 5 A invenção se refere de modo geral a uma junta de : estanqueidade destinada a ser interposta entre dois elementos quaisquer, que apresentam coeficientes de dilatação térmica diferentes. A presente invenção se aplica mais especialmente, mas não exclusivamente, ao domínio dos sistemas de células eletroquímicas, de preferência sistemas do tipo eletrolisador de alta temperatura, também denominado EAT, e/ou do tipo pilha de combustível, de preferência que funcionam em alta temperatura como pilhas ditas SOFC (do inglês “Solid Oxyde Fuel Cell”).

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR De modo conhecido, um eletrolisador de vapor de água em alta temperatura é destinado a produzir hidrogênio. Para fazer isso, ele compreende uma pluralidade de células eletroquímicas empilhadas, cada célula sendo provida de um anodo poroso e de um catodo poroso, assim como de um eletrólito disposto entre o anodo e o catodo. Além disso, a cada célula —eletroquímica são associados um interconector anódico e um interconector catódico, ligados respectivamente ao anodo e ao catodo, e cada um deles em contato estanque com o eletrólito. Ao nível do catodo poroso do eletrolisador alimentado com vapor de água, ocorre a dissociação das moléculas de água. Os íons migram — através do eletrólito sólido, geralmente feito de cerâmica, graças à aplicação de uma tensão apropriada, para se recombinar com os eletrodos. Para evitar a recombinação do hidrogênio e do oxigênio, é portanto previsto estancar a ligação entre o eletrólito e o interconector catódico, assim como a ligação entre o eletrólito e o interconector anódico,

isso permitindo simultaneamente evitar o vazamento dos gases para o exterior do eletrolisador, assim como a formação de uma mistura de gás.

Com relação a isso, é notado que uma concepção substancialmente similar se encontra em uma pilha de combustível que * S funciona em alta temperatura, visto que ela funciona de acordo com o E princípio inverso daquele do eletrolisador.

Para assegurar a estanqueidade mencionada acima, várias restrições devem ser respeitadas, e em especial a aplicação de um pequeno esforço para o aperto da junta de estanqueidade, a fim de evitar danificar / —rompero eletrólito frágil feito de cerâmica.

Por outro lado, a estanqueidade deve ser conservada durante as fases de subida e de descida em temperatura, o que apresenta dificuldades grandes em razão do fenômeno de dilatação diferencial que se produz entre cada interconector e o eletrólito. De fato, durante a subida em temperatura operada para que o sistema atinja sua temperatura de funcionamento, depois de colocação no lugar e aperto da junta, o interconector tem tendência a mais se deformar na direção radial do que o eletrólito. Essa dilatação diferencial tem como consequência, com as soluções conhecidas do tipo de junta monobloco, a ruptura da estanqueidade entre a junta e o interconector, devido ao deslizamento relativo entre essas duas peças. Um fenômeno análogo se produz durante a descida em temperatura.

Esse tipo de problema não diz respeito somente aos sistemas de célula eletroquímica, mas mais geralmente qualquer união que compreende dois elementos com coeficiente de dilatação térmica diferentes, entre os quais —éinterpostauma junta de estanqueidade.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO A invenção tem portanto como objetivo corrigir pelo menos parcialmente os inconvenientes mencionados acima, relativos às realizações da arte anterior.

Para fazer isso, a invenção tem primeiramente como objeto uma junta de estanqueidade destinada a ser interposta entre um primeiro e um segundo elementos respectivamente realizados em materiais que apresentam coeficientes de dilatação térmica diferentes, a dita junta sendo caracterizada : 5 — pelo fatode que celacompreende: À - uma primeira e uma segunda porções metálicas de contato espaçadas uma da outra de acordo com uma direção axial de empilhamento ortogonal a uma direção radial da junta, as ditas primeira e segunda porções metálicas sendo respectivamente destinadas a contatar de modo estanque os —ditosprimeiro e segundo elementos; - meios de ligação estanque entre as ditas primeira e segunda porções metálicas de contato, que permitem um deslocamento relativo entre essas últimas de acordo com a dita direção radial; e - uma primeira e uma segunda peças de deslizamento empilhadas de acordo com a dita direção axial de empilhamento, e respectivamente acopladas em translação de acordo com a dita direção radial às ditas primeira e segunda porções metálicas de contato entre as quais elas são interpostas, de maneira a poder deslizar relativamente uma em relação à outra de acordo com a dita direção radial.

A concepção proposta é notável pelo fato de que ela permite manter a estanqueidade durante as fases de subida e de descida em temperatura. Efetivamente, durante uma subida em temperatura operada depois de colocação no lugar e aperto da junta, um dos dois elementos situados de um lado e de outro da junta tem tendência a mais se deformar do queo outro, na direção radial. Mas no lugar de um deslizamento entre a porção metálica de contato e seu elemento associado, tal como encontrado na arte anterior, se produz um deslizamento entre as duas peças de deslizamento previstas com essa finalidade no núcleo da junta de estanqueidade. As primeira e segunda porções de contato podem portanto respectivamente acompanhar as deformações dos primeiro e segundo elementos, notadamente graças aos ditos meios de ligação apropriados, sem deslizar sobre esses últimos, quer dizer conservando um contato de estanqueidade. Um fenômeno análogo se produz durante a descida em temperatura. : 5 Por outro lado, é notado que o deslocamento relativo entre as À primeiras e segundas peças de deslizamento é preferencialmente possível em todas as direções do plano de interface das mesmas, de preferência orientado ortogonalmente à direção axial de empilhamento. Assim, o deslocamento relativo pode não somente ser efetuado na direção radial, mas também na direção ortorradial, a saber a direção dita tangencial/circunferencial.

De preferência, as ditas primeira e segunda peças de deslizamento estão em contato uma com a outra, eventualmente equipadas com um revestimento que favorece o deslizamento. Com o mesmo objetivo, uma peça intercalar pode ser inserida entre as primeira e segunda peças de deslizamento, na direção axial de empilhamento.

De preferência, as ditas primeira e segunda porções metálicas de contato apresentam cada uma delas pelo menos um órgão de contato de estanqueidade saliente na direção axial de empilhamento, para o exterior da Junta, assim como pelo menos um órgão de acoplamento em translação —salientena direção axial de empilhamento, para o interior da junta, alojado em um orifício complementar feito em sua peça de deslizamento associada.

De preferência, as ditas primeira e segunda porções metálicas de contato são realizadas em uma liga de Ferro, de Cromo e de Alumínio, por exemplo da marca FeCrAlloy?.

2s De preferência, a dita primeira peça de deslizamento é realizada em uma liga que compreende o elemento Ni em uma proporção de pelo menos 72%, Cr em uma proporção de 14 a 17%, e Fe em uma proporção entre 6 e 10%, por exemplo as ligas que pertencem à família denominada Inconelº 600. Isso permite vantajosamente que a primeira peça de

Ss deslizamento disponha de um coeficiente de dilatação térmica próximo ou idêntico àquele do elemento do qual ela deve acompanhar o deslocamento, quando esse elemento é realizado em uma superliga à base de Níquel, tal como é geralmente o caso para um interconector de célula eletroquímica. 7 5 De preferência, a dita segunda peça de deslizamento é í realizada em óxido de zircônio itriado ou em Macorº, quer dizer uma vitrocerâmica facilmente usinável de coeficiente de dilatação próximo do óxido de zircônio 11.10-6 e de composição seguinte: SiO, (46%), MgO (17%), ALO; (16%), KO (10%), BO; (7%), F (4%). Isso permite vantajosamente que a segunda peça de deslizamento disponha de um coeficiente de dilatação térmica próximo ou idêntico àquele do elemento do qual ela deve acompanhar o deslocamento, quando esse elemento é realizado em cerâmica, tal como é geralmente o caso para um eletrólito de célula eletroquímica.

De preferência, os ditos meios de ligação estanque são realizados em uma liga de Ferro, de Cromo, e de Alumínio por exemplo também da marca FeCrAlloy”. Preferencialmente, esses meios de ligação são realizados no mesmo material que aquele das primeira e segunda porções de contato.

De preferência, qualquer que seja o modo de realização preferido adotado, a junta apresenta preferencialmente uma forma substancialmente anular.

De preferência, a relação entre a espessura da primeira peça de deslizamento e a espessura da primeira porção metálica de contato é — compreendida entre 2 e 5, assim como a relação entre a espessura da segunda peça de deslizamento e a espessura da segunda porção metálica de contato está compreendida entre 2 e 5.

A invenção se refere também a uma união qualquer que compreende pelo menos uma junta de estanqueidade tal como descrita acima,

interposta entre um primeiro e um segundo elementos respectivamente realizados em materiais que apresentam coeficientes de dilatação térmica diferentes, a dita união constituindo por exemplo uma parte de um sistema de células eletroquímicas. * 5 De preferência, as ditas primeira e segunda peças de : deslizamento da junta apresentam, respectivamente, coeficientes de dilatação térmica próximos ou idênticos àqueles dos ditos primeiro e segundo elementos.

Isso permite globalmente que a junta acompanhe melhor a deformação térmica dos primeiro e segundo elementos, visto que as primeira e segunda peças de deslizamento que lhes são respectivamente associadas se deformam de acordo com amplitudes similares.

Assim, durante as fases de subida e de descida em temperatura, a manutenção da estanqueidade é portanto ainda mais melhorada.

Por exemplo, os primeiro e segundo elementos são — respectivamente metálico e feito de cerâmica, como é habitualmente o caso para os sistemas de células eletroquímicas, do tipo eletrolisador e/ou pilha de combustível que funciona em alta temperatura.

Com relação a isso, a invenção tem também como objeto um sistema de célula eletroquímica que compreende pelo menos uma junta de — estanqueidade tal como descrito acima.

De preferência, ele compreende pelo menos uma célula eletroquímica provida de um anodo, de um catodo, assim como de um eletrólito disposto entre o anodo e o catodo, um interconector anódico e um interconector catódico sendo associados à dita célula eletroquímica, ligados respectivamente ao anodo e ao catodo, o dito sistema — compreendendo também pelo menos uma junta de estanqueidade tal como descrita acima, colocada entre o dito eletrólito e o interconector anódico, e/ou entre o dito eletrólito e o interconector catódico.

De preferência, duas juntas distintas são respectivamente previstas para os dois locais precitados.

Como evocado acima, cada uma das ditas primeira e segunda peças de deslizamento apresenta de preferência um coeficiente de dilatação térmica próximo ou idêntico àquele do elemento, entre os interconectores anódico e catódico e o eletrólito, ao qual ela é associada. De preferência, os interconectores anódico e catódico são —metálicoseo celetrólito é feito de cerâmica.

S Como mencionado precedentemente, o sistema pode ser um eletrolisador de alta temperatura, ou uma pilha de combustível que funciona em alta temperatura, por exemplo do tipo SOFC.

Outras vantagens e características da invenção aparecerão na descrição detalhada não limitativa abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Essa descrição será feita em referência aos desenhos anexos entre os quais: - a figura | representa uma vista esquemática em corte de uma célula eletroquímica de um eletrolisador de alta temperatura, que opera de um lado e de outro com interconectores por intermédio de duas juntas de estanqueidade de acordo com a presente invenção; - a figura 2 representa uma vista detalhada em meio corte de uma das duas juntas mostradas na figura 1, a junta se apresentando sob a forma de um modo de realização preferido da presente invenção, em uma configuração não forçada; - a figura 3a representa a junta mostrada na figura precedente, depois de seu aperto; e - a figura 3b representa a junta mostrada na figura precedente, —emestado dilatado de funcionamento.

EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO

PREFERIDOS Em referência primeiramente à figura 1, é possível perceber esquematicamente uma célula eletroquímica 1 de um eletrolisador de alta temperatura, de preferência de geometria dita plana.

Sua concepção geral é conhecida, a saber que ela compreende um anodo poroso 2, um catodo poroso 4, assim como um eletrólito 6 disposto em contato entre o anodo e o catodo. Essas peças, de preferência de forma ” 5 — circular, são empilhadas de acordo com uma direção axial de empilhamento que corresponde ao eixo 8 das mesmas.

A essa célula 1 é associado um interconector anódico 2º aplicado contra o anodo, e que define com esse último uma câmara ou compartimento anódico 2” através do qual o fluido pode circular. Da mesma maneira, é previsto um interconector catódico 4º aplicado contra o catodo, e que define com esse último uma câmara ou compartimento catódico 4” através do qual o fluido pode circular.

De modo clássico, os interconectores 2º, 4º são metálicos, enquanto que o eletrólito sólido é feito de cerâmica. Ainda mais —preferencialmente, os interconectores podem ser feitos de superliga à base de Níquel, por exemplo aqueles comercializados sob a marca Haynes 230º, ou então feitos de aço ferrítico, por exemplo aqueles comercializados sob a marca de tipo CroFer”.

Para assegurar a estanqueidade dos compartimentos 2”, 4”, é prevista uma junta de estanqueidade 10 entre o eletrólito 6 e o interconector 2º, assim como uma outra junta de estanqueidade 10, de concepção idêntica ou similar, entre o eletrólito 6 e o interconector 4º. Essas juntas são de preferência anulares, de eixo 8, dispostas na periferia do empilhamento, e mais especialmente radialmente para o exterior em relação ao anodo e ao catodo.

A particularidade da invenção reside na concepção dessas Juntas de estanqueidade 10, das quais uma vai agora ser descrita através de um modo de realização preferido.

Primeiramente em referência à figura 2 que representa a junta 10 em meio corte, é possível ver que ela apresenta uma primeira e uma segunda porções metálicas de contato 16a, 16b, espaçadas uma da outra de acordo com a direção axial de empilhamento 8, ortogonal a uma direção radial da junta esquematizada pela flecha 20. Essas duas porções 16a, 16b são respectivamente destinadas a estarem em contato exterior com a superfície r 5 —inferiordo interconector catódico 4º, e com a superfície superior do eletrólito : 6, os contatos estanques sendo de preferência lineares, e ainda mais preferencialmente circulares, ortogonais ao eixo 8. Para fazer isso, cada porção 16a, 16b compreende um órgão de contato de estanqueidade 18a, 18b, saliente na direção axial de empilhamento para o exterior da junta, na direção de seu elemento associado 4º, 6. Esse órgão pode ser uma nervura anular centrada no eixo 8, ou então ainda uma pluralidade de piões distribuídos circunferencialmente em torno desse mesmo eixo. Nos dois casos, cada órgão de contato de estanqueidade 18a, 18b apresenta uma seção, em um plano radial que integra o eixo 8, em forma geral de ponta orientada na direção do elemento 4, 6 que ele é destinado a contatar. Assim, sua parte mais afilada, que é destinada a estar em contato com seu elemento associado 4º, 6, apresenta uma seção pequena em um plano ortogonal ao eixo 8, propicia a um esmagamento grande por deformação plástica.

Por outro lado, cada porção 16a, 16b compreende também um órgão de acoplamento em translação 22a, 22b, saliente na direção axial de empilhamento para o interior da junta. Aqui também, o órgão 22a, 22b pode ser uma nervura anular centrada no eixo 8, ou então ainda uma pluralidade de piões distribuídos circunferencialmente em torno desse mesmo eixo. Por outro lado, é por exemplo previsto que o órgão 1l8a, 18b esteja situado — perpendicularmente ao órgão 22a, 22b situado na mesma peça l6a, 16b.

Cada uma dessas peças 1l6a, 16b toma portanto preferencialmente a forma geral de um disco centrado no eixo 8, de pequena espessura, realizado em uma liga de Ferro, de Cromo e de alumínio, por exemplo da marca FeCrAlloy*?.

As porções 16a, 16b são ligadas uma com a outra por meios de ligação estanque, que toma aqui a forma de uma estrutura interior 14 aberta radialmente para o exterior, e nas extremidades da qual são respectivamente solidarizadas as duas porções de contato l6a, 16b, de preferência por ” 5 — soldagem. A estrutura interior 14 apresenta uma flexibilidade na direção À radial 20, de maneira a permitir um deslocamento relativo, de acordo com essa mesma direção, entre as duas porções de contato 16a, 16b que ela sustenta. Para assegurar essa flexibilidade, faz-se de preferência de modo com que essa estrutura anular 14, centrada no eixo 8, disponha de uma meia seção 10 em forma geral de C ou de U aberto radialmente para o exterior, como está mostrado na figura 2. Nessa configuração, a base do U ou do C serve de muralha de estanqueidade em relação aos outros elementos da junta que serão descritos abaixo, enquanto que os dois ramos levam respectivamente as duas porções de contato 16a, 16b.

No modo de realização representado, o U ou o C é realizado a partir de duas meias estruturas anulares ligadas entre si, por exemplo por soldagem, ou qualquer outra técnica conhecida pelo profissional. No entanto, uma solução sem interrupção pode ser considerada. Além disso, outras formas que asseguram uma tal flexibilidade podem ser consideradas, sem sair do —âmbitoda invenção.

A estrutura interior 14, de pequena espessura que confere a flexibilidade desejada, pode também ser realizada em uma liga de Ferro, de Cromo e de alumínio, por exemplo da marca FeCrAlloy?.

Uma das particularidades da presente invenção reside na — colocação no lugar, dentro da junta entre as duas porções de contato 16a, 16b, de uma primeira e de uma segunda peças de deslizamento 24a, 24b também empilhadas de acordo com a direção axial de empilhamento 8. Essas duas peças são anulares, centradas no eixo 8. A peça 24a está em contato de superfície com a superfície inferior da primeira porção de contato l6a,

enquanto que a peça 24b está em contato de superfície com a superfície superior da segunda porção de contato 16b.

Ao nível de cada uma dessas interfaces, o órgão de acoplamento em translação 22a, 22b penetra em um orifício complementar 26a, 26b, previsto na superfície da peça 24a, 24b em r 5 — questão.

Isso assegura um acoplamento em translação, de acordo com a í: direção radial 20, entre a primeira peça de contato l16a e a primeira peça de deslizamento 24a, assim como entre a segunda peça de contato 16b e a segunda peça de deslizamento 24b.

Por outro lado, as duas peças de deslizamento 24a, 24b estão —emapoio uma contra a outra, de preferência em apoio plano ortogonal ao eixo 8, de maneira a poder deslizar relativamente uma em relação à outra de acordo com a direção radial 20, e, se for necessário, também de acordo com a direção ortorradial que corresponde à direção tangencial/circunferencial.

Elas podem ser equipadas com revestimentos que favorecem o deslizamento, e —estãode preferência em contato uma com a outra.

Quando o interconector 4º é realizado em superliga à base de Níquel, a primeira peça de deslizamento 24a é preferencialmente realizada no mesmo material ou em uma liga denominada Inconel* 600, menos custosa.

Em contrapartida, quando o interconector 4º é realizado em aço ferrítico, por exemplo aqueles comercializados sob a marca de tipo CroFer”, a primeira peça de deslizamento 24a é preferencialmente realizada no mesmo material.

Por outro lado a segunda peça de deslizamento 24b é realizada em óxido de zircônio itriado ou feita de Macor”. De qualquer forma, é feito de modo com que as primeira e segunda peças de deslizamento da junta apresentem, respectivamente, coeficientes de dilatação térmica próximos ou idênticos àqueles do interconector 4º e do eletrólito 6, a fim de acompanhar melhor a deformação térmica desses últimos, como será detalhado abaixo.

Além disso, as duas peças de deslizamento 24a, 24b são realizadas de maneira a oferecer à junta uma rigidez na direção do eixo 8, mesmo em alta temperatura, quer dizer acima de 500ºC.

De preferência, a relação entre a espessura da primeira peça de deslizamento 24a e a espessura da primeira porção metálica de contato 16a é 7 5 — compreendida entre 2 e 5, assim como a relação entre a espessura da segunda õ peça de deslizamento 24b e a espessura da segunda porção metálica de contato 16b é compreendida entre 2 e 5. Ainda mais preferencialmente, a espessura das primeira e segunda porções metálicas de contato l16a, l6b é a mais fina possível, justo limitada pelas possibilidades de usinagem.

Aqui, a — espessura dos elementos 16a, 16b, 24a, 24b deve ser compreendida como sua espessura média na direção de empilhamento, fora de suas zonas providas das saliências/vazios 18a, 18b, 22a, 22b, 26a, 26b.

O processo de colocação no lugar da junta 10 entre o eletrólito 6 e o interconector 4º é primeiramente iniciado por seu posicionamento a frio entre esses dois elementos, como foi esquematizado na figura 2. Uma pequena folga pode então existir nesse estágio, entre a junta 10 e um dos elementos 4º e 6. Em seguida, uma operação de aperto da junta é realizada, por exemplo a uma temperatura próxima de 20ºC, ou em temperatura mais alta.

Durante essa operação, um esforço axial é aplicado sobre a junta, por exemplo por uma prensa, como foi esquematizado pelas flechas 27 da figura 3a.

Durante esse aperto, a junta 10 é aplicada contra as superfícies em frente ao interconector 4º e ao eletrólito 6. Isso tem como consequência um esmagamento dos órgãos de contato de estanqueidade 18a, 18b contra — seus elementos 4º, 6 associados.

Daí resulta uma ancoragem das porções de contato 16a, 16b respectivamente no interconector 4º e no eletrólito 6. A título indicativo, o esforço de pressão aplicado ao longo de uma linha circular, perpendicular à junta, pode ser da ordem de 3 N/mm.

Em seguida, o conjunto, ainda submetido ao esforço de pressão, é colocado dentro de um forno e submetido a um aumento da temperatura, de maneira a atingir uma temperatura de funcionamento do = sistema por exemplo da ordem de 800ºC.

No decorrer desse aumento da temperatura, os diferentes º 5 componentes do conjunto se dilatam termicamente, em especial na direção radial, de acordo com amplitudes definidas pelo coeficiente de dilatação térmica dos mesmos.

Assim, é conhecido observar uma dilatação térmica diferencial dos dois elementos 4º, 6 na direção radial 20, o efeito dessa dilatação diferencial na direção axial permanecendo desprezível.

Mais precisamente, como foi esquematizado de modo voluntariamente exagerado por razões de clareza na figura 3b, o interconector 4º tem tendência a mais de afastar do eixo 8 do que o eletrólito 6, tal como está esquematizado pela flecha 29.

No entanto, isso não tem como consequência romper as ancoragens precitadas, visto que no lugar de um deslizamento entre a porção metálica de contato l16a, 16b e seu elemento associado 4º, 6 se produz um deslizamento entre as duas peças de deslizamento 24a, 24b previstas com essa finalidade no núcleo da junta de estanqueidade, e que se deformam respectivamente de acordo com amplitudes similares a seus elementos associados 4º, 6, em razão dos coeficientes de dilatação térmica idênticos ou similares.

Em outros termos, as primeira e segunda porções de contato 16a, 16b acompanham respectivamente as deformações do interconector 4º e do eletrólito 6, notadamente raças à deformação da estrutura interior flexível 14, sem deslizar sobre esses elementos 4º, 6, quer dizer conservando a ancoragem que confere a estanqueidade.

Em seguida, o sistema de célula eletroquímica pode funcionar, ainda com a junta 10 mantida sob pressão, como mostrado na figura 3b.

Finalmente, é notado que a segunda junta 10 apresenta uma concepção similar àquela da junta que acaba de ser apresentada, sendo para isso colocada de maneira invertida entre o interconector anódico 2º e o eletrólito 6. Naturalmente, diversas modificações podem ser introduzidas * S — pelo especialista na invenção que acaba de ser descrita, unicamente a título de : exemplos não limitativos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Junta de estanqueidade (10) destinada a ser interposta entre um primeiro e um segundo elementos (4º, 6) respectivamente realizados em materiais que apresentam coeficientes de dilatação térmica diferentes, a dita * 5 —juntasendo caracterizada pelo fato de que ela compreende: É - uma primeira e uma segunda porções metálicas de contato (16a, 16b) espaçadas uma da outra de acordo com uma direção axial de empilhamento (8), as ditas primeira e segunda porções metálicas sendo respectivamente destinadas a contatar de modo estanque os ditos primeiro e segundo elementos; - meios de ligação estanque (14) entre as ditas primeira e segunda porções metálicas de contato (16a, 16b), que permitem um deslocamento relativo entre essas últimas de acordo com uma direção radial (20) da junta; e - uma primeira e uma segunda peças de deslizamento (24a, 24b) empilhadas de acordo com a dita direção axial de empilhamento (8), e respectivamente acopladas em translação de acordo com a dita direção radial às ditas primeira e segunda porções metálicas de contato (16a, 16b) entre as quais elas são interpostas, de maneira a poder deslizar relativamente uma em relação à outra de acordo com a dita direção radial (20).

2. Junta de estanqueidade de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as ditas primeira e segunda peças de deslizamento (24a, 24b) estão em contato uma com a outra.

3. Junta de estanqueidade de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as ditas primeira e segunda porções metálicas de contato (16a, 16b) apresentam cada uma delas pelo menos um órgão de contato de estanqueidade (18a, 18b) saliente na direção axial de empilhamento, para o exterior da junta, assim como pelo menos um órgão de acoplamento em translação (22a, 22b) saliente na direção axial de empilhamento, para o interior da junta, alojado em um orifício complementar (26a, 26b) feito em sua peça de deslizamento associada.

4. Junta de estanqueidade de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as ditas primeira e o 5 segunda porções metálicas de contato (16a, 16b) são realizadas em uma liga : de Ferro, de Cromo e de Alumínio.

5. Junta de estanqueidade de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a dita primeira peça de deslizamento (24a) é realizada em uma liga que compreende o elemento Ni emuma proporção de pelo menos 72%, Cr em uma proporção de 14 a 17%, e Fe em uma proporção entre 6 e 10%.

6. Junta de estanqueidade de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a dita segunda peça de deslizamento (24b) é realizada em óxido de zircônio itriado.

7. Junta de estanqueidade de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os ditos meios de ligação estanque (14) são realizados no mesmo material que aquele das ditas primeira e segunda porções metálicas de contato (16a, 16b).

8. Junta de estanqueidade de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a relação entre a espessura da primeira peça de deslizamento (24a) e a espessura da primeira porção metálica de contato (16a) é compreendida entre 2 e 5, e pelo fato de que a relação entre a espessura da segunda peça de deslizamento (24b) e a espessura da segunda porção metálica de contato (16b) está compreendida entreszes É

9. União caracterizada pelo fato de que ela compreende pelo menos uma junta de estanqueidade (10) de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, interposta entre um primeiro e um segundo elementos (4º, 6) respectivamente realizados em materiais que apresentam coeficientes de dilatação térmica diferentes.

10. União de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que as ditas primeira e segunda peças de deslizamento (24a, 24b) da junta apresentam, respectivamente, coeficientes de dilatação térmica s 5 — próximos ou idênticos àqueles dos ditos primeiro e segundo elementos.

11. União de acordo com a reivindicação 8 ou a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que os primeiro e segundo elementos são respectivamente metálico e feito de cerâmica.

12. Sistema de célula eletroquímica (1) caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos uma junta de estanqueidade (10) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos uma célula eletroquímica (1) provida de um anodo (2), de um catodo (4), assim como de um eletrólito (6) disposto entre o anodo e o catodo, um interconector anódico (27) e um interconector catódico (4º) sendo associados à dita célula eletroquímica (1), ligados respectivamente ao anodo e ao catodo, o dito sistema compreendendo também pelo menos uma junta de estanqueidade (10) de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 8, colocada entre o dito eletrólito (6) e o —interconector anódico (2º), e/ou entre o dito eletrólito (6) e o interconector catódico (4º).

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que para cada junta, cada uma das ditas primeira e segunda peças de deslizamento (24a, 24b) apresenta um coeficiente de dilatação térmica — próximo ou idêntico àquele do elemento, entre os interconectores anódico e catódico e o eletrólito, ao qual ela é associada.

15. Sistema de acordo com uma qualquer das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que os interconectores anódico e catódico são metálicos e o eletrólito é feito de cerâmica.

16. Sistema de acordo com uma qualquer das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que ele é um eletrolisador de alta temperatura, ou uma pilha de combustível que funciona em alta temperatura.