FI63261C - Monopolaer elektrolytisk membrancell - Google Patents

Description

t.,β, KUULUTUSJULKAISU

$£Γα ^ 11 UTLÄGON I NCSSKRIFT 6 3261

IgS&jft C Γ“τt.oriti n\'jrrpffy TO 05 1903 •'•AJj (44u' r t i_:udd-In t ^ ^ (51) Kv.ik.Wa3 C 25 B 9/00 | SUOMI—FINLAND (21) Nttnttlhik«m«i —NtentiMÖknlm 772530 (22) Hik«nl*pMvl —>AMttknlnf*d*( 25.08.77 (23) Alkupitvt—GlMgh«tada| 25.08.77 (41) Tullut ]ulkiMlcsl —Bllvlt off«ntll| „„ op o

Patentti- j» r«kitterih»llltu· Nlhtiviluip^on ,. kud*.lk*un ^ -

Patent· oeh ragistantyrelMn ' ' Amttkan utl»*d odt utUkrifewi puMkwrad 31.01 83 (32)(33)(31) **rr4««y «cuoIImu· —faglrd prtorlut 26.08.76 USA(US) 718O60 (71) Diamond Shamrock Corporation, 1100 Superior Avenue, Cleveland,

Ohio, USA(US) (72) Gerald Reuben Pohto, Mentor, Ohio, Michael Joseph Kubrin, Chardon,

Ohio, Robert Carl Sutter, Painesville, Ohio, USA(US) (7^) Berggren Oy Ab (5^) Yksinapainen elektrolyyttinen membraanikenno - Monopolar elektrolytisk membrancell Tämä keksintö koskee yleisesti kloorin, alkalimetallihydroksidien ja vedyn valmistukseen tarkoitetun yksinapaisen elektrolyyttisen membraanikennon rakennetta, jossa jokaisessa elektrdyyttikennoyksikössä on vähintään yksi keskielektrodikokoonpano, jonka molemmilla puolilla on vähintään kaksi päätyelektrodikokoonpanoa suljetun systeemin muodostamiseksi keskielektrodikokoonpanolle tarkoitettujen materiaalien tehokkaaksi hyväksikäyttämiseksi. Tarkemmin sanoen tämä selonteko koskee parannettua elektrolyysikennorakennetta, jossa on keskielektrodikokoonpano, jonka molemmille puolille on sisällytetty pää-tyelektrodikokoonpano suljetun kennon muodostamiseksi siten, että kun useita kennoja on liitetty sarjaan tai rinnan elektrolyysikenno-ryhmän muodostamiseksi, mikä tahansa annettu kenno voidaan poistaa siitä keskeyttämättä tuotantoa muista samanlaisista kennoyksiköistä. Tässä käytetään hyväksi tasomaisia elektrodielementtejä siten, että tasomainen membraani voidaan asettaa erilleen elementtien väliin elektrolyyttisen membraanikennon aikaansaamiseksi, joka sopii erityisesti kloorin, emäksen (natriumhydroksidi) ja vedyn tuottamiseen.

63261

Kloori ja emäkset ovat välttämättömiä ja suuren mittakaavan kulutushyödykkeitä, jotka ovat kaikissa teollisissa yhteisöissä tarvittavia peruskemikaaleja. Ne valmistetaan lähes kokonaan elektrolyyttisesti alkalimetallikloridin vesiliuoksista suurimman osan tästä tuotannosta tullessa diafragmatyyppisistä elektrolyysikennoista. Elektrolyyttisessä diafragmakennoprosessissa suolavettä (natriumkloridlliuosta) syötetään jatkuvasti anodiosastoon ja se virtaa diafragman läpi, joka on tavallisesti tehty asbestista, jota katodi tukee. Hydroksidi-ionien takaisinvaeltamisen minimoimiseksi virtausnopeutta pidetään aina ylisuurena konversionopeuteen nähden niin, että saadussa kato-lyyttiliuoksessa on käyttämätöntä alkalimetallikloridia läsnä. Vety-ionit purkautuvat liuoksesta katodilla vetykaasun muodossa. Kato-lyyttiliuos, joka sisältää natriumhydroksidia, reagoimatonta natrium-kloridia ja muita epäpuhtauksia, on sitten väkevöitävä ja puhdistettava markkinointikelpoisen natriumhydroksidituotteen ja natrium-kloridin saamiseksi, joka voidaan käyttää uudelleen elektrolyyttisessä kloori- ja emäskennossa tuotettaessa lisää natriumhydroksidia.

Teknillisten parannusten, kuten mittastabiilin anodin ja erilaisten sille tarkoitettujen päällystysvalmisteiden saapumisen myötä, jotka tekevät mahdolliseksi yhä kapenevat raot elektrodien välillä, elektro-lyysikennosta on tullut tehokkaampi siinä mielessä, että virtahyöty-suhde paranee suuresti näitä elektrodeja käyttämällä. Hydraulisesti läpäisemätön membraani on myös lisännyt koko joukon elektrolyysi-kennojen käyttöön eri ionien selektiivisen vaeltamisen suhteen membraanin läpi epäpuhtauksien poistamiseksi saadusta tuotteesta, jolloin eliminoidaan eräitä kalliita käsittelyn puhdistus- ja väke-vöintivaiheita.

Mittastabiilia anodia käyttää nykyään suuri määrä kloorin ja emäksen valmistajia, mutta hydraulisesti läpäisemättömien membraanien laaja kaupallinen käyttö on vielä toteutettava. Tämä johtuu ainakin osittain siitä, että on vielä ryhdyttävä toimenpiteisiin hyvän elektro-lyysikennorakenteen suhteen tasomaisen membraanin käyttämiseksi kolmiulotteisen diafragman sijasta. Elektrolyyttisten diafragmakennojen rakenteen geometria tekee epämieluisaksi asettaa tasomainen membraani elektrodien väliin; tästä johtuen elektrolyyttistä suotopuristin-kennorakennetta on ehdotettu vaihtohtoisena elektrolyysikennoraken-teena membraanien käytölle kloorin, alkalimetallihydroksidien ja vedyn tuotannossa.

63261

Kaksinapainen elektrolyyttinen suotopuristuskenno on kenno, joka koostuu useista sarjassa olevasta yksiköstä kuten suotopuristimessa, jossa jokainen elektrodi kahta päätyelektrodia lukuunottamatta toimii anodina toisella puolella ja katodina toisella näiden kaksinapaisten elektrodien välisen tilan ollessa jaettu anodi- ja katodi-osastoon membraanin avulla. Tyypillisessä käytössä alkalimetallihali-dia syötetään anodiosastoon, jossa halogeenikaasua kehittyy anodilla. Alkalimetalli-ionit siirtyvät selektiivisesti membraanin läpi katodi-osastoon ja yhtyvät hydroksidi-ioneihin katodilla muodostaen alkali-metallihydroksideja ja vapauttaen vetyä. Tämäntyyppisessä kennossa saatu alkalimetallihydroksidi on merkittävästi puhtaampaa ja väkevämpää, mikä minimoi prosessin kalliin suolan talteenottovaiheen. Kennot, joissa kaksinapaiset elektrodit ja diafragmat tai membraanit on kerrostettu suotopuristintyyppiseksi rakenteeksi, voidaan liittää sähköisesti sarjaan, yhden kennon anodin ollessa liitetty viereisen kennon katodiin jonkinlaisella yhteisellä rakenneosalla. Tämä kokoonpano tunnetaan yleisesti kaksinapaisena rakenteena.

Vaikka elektrolyyttinen suotopuristinkenno tarjoaa tiettyjä taloudellisia etuja käytössä membraanin käytöllä säilyy silti se ongelma, että jos tietty kenno-osasto kennossa menee pilalle, koko kennora-kenne on purettava viallisen komponentin poistamiseksi ja koko kenno on poissa tuotannosta tietyn ajanjakson. Sitäpaitsi vetyhaurastumi-nen aiheuttaa materiaaliongelman kaksinapaiselle rakenteelle. Tämän vuoksi olisi erittäin edullista kehittää elektrolyyttinen membraahi-kennoyksikkö, joka voidaan ottaa pois elektrolyysikennosarjasta tarvitsematta keskeyttää koko elektrolyysikennosarjän tuotantoa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on tämän vuoksi saada aikaan yksinapai-nen elektrolyyttinen membraanikenno, joka on erillinen siten, että se voidaan poistaa elektrolyysikennojen sarjasta pakottamatta keskeyttämään tuotantoa koko kennosarjasta.

Tämän keksinnön muuna tarkoituksena on saada aikaan yksinapainen elektrolyyttinen membraanikenno, joka voidaan kokonaan sulkea valmistusvaiheessa, niin, että tällaisten yksikköjen kuljetus ja käynnistys voidaan toteuttaa kennojen pienemmällä paikalla tapahtuvalla valmistelulla elektrolyysikennosarjän muodostamiseksi.

Tämän keksinnön muuna tarkoituksena on saada aikaan yksinapainen 63261 elektrolyyttinen membraanikenno, joka voidaan poistaa elektrolyysi-kennosarjasta ja lähettää keskuskäsittelylaitokseen jokaisen annetun kennon ylläpitoa ja korjausta varten aiheuttamatta tuotannon keskeytymistä koko elektrolyysikennosarjasta.

Tämän keksinnön muuna tarkoituksena on saada aikaan keskielektrodi-kokoonapano, joka voidaan kerrostaa kahden päätyelektrodikokoonpanon väliin kuinka monena kappaleena tahansa eri kokoisten elektrolyysi-kennojen rakentamiseksi.

Nämä ja muut tämän keksinnön tarkoitukset yhdessä niiden etujen kanssa olemassa oleviin ja alan aikaisempiin muotoihin nähden, jotka käyvät alaan perehtyneelle ilmi tämän keksinnön alla esitetystä yksityiskohtaisesta selostuksesta, toteutetaan parannuksilla, jotka tässä on esitetty, kuvattu ja joille patenttivaatimukset on esitetty.

On todettu, että yksinapainen elektrolyyttinen membraanikenno voidaan koota: kahdesta päätyelektrodilaatikosta, joilla on identtinen rakenne ja joissa on ympäryslaippa; kahdesta elektrodielementistä, yksi kiinnitettynä molempien sisäsyvennykseen; vähintään yhdestä keskikehyksestä, jonka molemmilla puolilla on ympäryslaippa, joka sopii toisten samanlaisten kehysten tai päätyelektrodikaatikoiden vastaaviin laippoihin; kaksihaaraisesta elektrodielementistä siten, että jokainen osa muodostaa oleellisesti tasomaisen pinnan toisille identtisille elektrodielementeille tai vastaaville päätyelektrodi-elementeille; membraanista, joka erottaa elektrodielementit, kun kenno kootaan; virranjakajista napaisuudeltaan vastakkaisen sähköenergian syöttämiseksi peräkkäisiin elektrodielementteihin; ja vähintään yhdestä sisääntuloaukosta jokaisessa keskielektrodissa ja jokaisessa päätyelektrodilaatikossa materiaalien lisäämiseksi ja tuotteiden poistamiseksi.

On myös havaittu, että elektrolyysikennon päätyelektrodikokoonpano voi käsittää laatikon, jossa on keskisyvennys ja ympäryslaippa; elektrodielementin, joka on liitetty sanotun laatikon keskisyven-nykseen; vähintään kaksi virranjakajaa sähköenergian syöttämiseksi sanottuun elektrodielementtiin, joka on sähköisesti ja mekaanisesti yhdistetty sanottuun elektrodielementtiin ja ulottuvat sanotun laatikon ulkopuolelle; ja vähintään yhden sisääntuloaukon sanotussa laatikossa materiaalien lisäämiseksi sanotun laatikon sisälle tai poistamiseksi siitä.

63261

On myös havaittu, että elektrolyysikennon keskielektrodikokoonpano voi käsittää: kehyksen, jonka molemmilla puolilla on ympäryslaipat; kaksihaaraisen elektrodielementin, joka on kiinnitetty sanotun kehyksen sisäkynnyksiin ja joka muodostaa oleellisesti tasomaisen pinnan sanotun kehyksen molemmille puolille ja on lähes saunassa tasossa ympäryslaippojen kanssa; vähintään kaksi virranajakajaa sanotun kaksihaaraisen elektrodielementin pintojen välissä sähköenergian syöttämiseksi sanottuun kaksihaaraiseen elektrodielementtiin, jotka on sähköisesti ja mekaanisesti liitetty sanottuun kaksihaaraiseen elektrodielementtiin ja ulottuvat sanotun kehyksen ulkopuolelle; ja vähintään yhden sisääntuloaukon sanotussa kehyksessä materiaalien lisäämiseksi sanotun kehyksen sisälle ja poistamiseksi siitä.

Kyseessä olevan elektrolyysikennon suositeltavat toteutusmuodot esitetään esimerkkinä liitteenä olevissa piirroksissa yrittämättä esittää kaikkia eri muotoja ja muunnoksia, joilla keksintö saatettaisiin toteuttaa; keksinnön ollessa määritelty liitteenä olevilla patenttivaatimuksilla eikä tämän patenttimäärityksen yksityiskohdilla.

Kuvio 1 on perspektiivinen etukuvanto tämän keksinnön käsitteiden mukaisesta kolmen yksinapaisen elektrolyyttisen membraanikennon sarjasta.

Kuvio la on osoittainen leikkauskuvanto yhdestä kennosta.

Kuvio 2 on sivuleikkauskuvanto päätyelektrodikokoonpanosta otettuna oleellisesti pitkin kuvion 1 viivaa 2-2.

Kuvio 3 on leikkauskuvanto päätyelektrodikokoorpamosta otettuna oleellisesti pitkin kuvion 2 viivaa 3-3.

Kuvio 4 on leikkauskuvanto päätyelektrodikokoonpanosta otettuna oleellisesti pitkin kuvion 2 viivaa 4-4.

Kuvio 5 on sivuleikkauskuvanto keskielektrodikokoonpanosta otettuna oleellisesti pitkin kuvion 1 viivaa 5-5.

Kuvio 6 on leikkauskuvanto keskielektrodikokoonpanosta otettuna oleellisesti pitkin kuvion 5 viivaa 6-6.

Kuvio 7 on leikkauskuvanto keskielektrodikokoonpanosta otettuna oleellisesti pitkin kuvion 5 viivaa 7-7.

Kuvio 8 on osittainen yläleikkauskuvanto elektrolyysikennojen sarjasta, joka esittää sähköisiä kokoomakiskoliitäntöjä eri yksinapais-ten elektrolyyttisten membraanikennojen välillä, jotka on liitetty piiriin sarjassa.

Kuvio 9 on leikkauskuvanto elektrolyysikennosarjasta, joka esittää 63261 kokoomakiskokytkentöjä eri yksinapaisten elektrolyyttisten membraa-nikennoyksikköjen välillä, otettuna oleellisesti pitkin kuvion 8 viivaa 9-9.

Kuvio 10 on leikkauskunvato, joka esittää vaihtoehtoista muotoa pää-tyelektrodikokoonpanosta, jossa on levitettävä katodi.

Kuvio 11 on leikkauskuvanto yksinapaisen elektrolyyttisen membraani-kennon vaihtoehtoisesta toteutusmuodosta, jossa on useampia kuin yksi keskielektrodikokoonpano järjestettynä suotopuristimen tapaan.

Viitaten piirrosten kuvioon 1 numero 12 viittaa tämän keksinnön käsitteiden mukaiseen yksinapaiseen elektrolyyttiseen membraaniken-noon. Kuvio 1 esittää kolmea tällaista elektrolyysikennoa 12, koska niitä yleisesti käytettäisiin elektrolyysikennosarjana kloorin ja emäksen tuotantoon. Näillä kuviossa 1 esitetyillä elektrolyysiken-noilla 12 olisi yleensä jokin ympäröivä tukirakenne tai perustus jokaisen elektrolyysikennon 2 pitämiseksi suorassa linjassa elektro-lyysikennojen sarjan rakentamiseksi tuotantotarkoituksiin. Tämän ympäröivän rakenteen yksityiskohtia ei ole esitetty tämän keksinnön käsitteiden kuvaamisen helpottamiseksi.

Kuten kuvion la osittaisesta leikkauskuvannosta voidaan havaita, jokaisessa elektrolyysikennossa 12 on kaksi päätyelektrodikoköon-panoa 14, joiden väliin on kerrostettu vähintään yksi keskielektrodikokoonpano 16. Kun nämä kokoonpanot 14 ja 16 yhdistetään ja suljetaan, ne tuottavat umpirakenteisen elektrolyysikennon 12, joka voidaan yhdistää elektrolyysikennojen sarjaan. Tämäntyyppistä kenno-sarjaa käytettässä mikä tahansa kuviossa 1 esitetyistä kolmesta elektrolyysikennosta 12 voidaan poistaa samalla, kun ylläpidetään jäljellä olevien elektrolyysikennosarjassa olevien kennojen tuotantoa. Tämä saa aikaan selvän taloudellisen edun niihin kennoihin nähden, joissa koko kennosarjan tuotanto on keskeytettävä jonkin annetun huonon osaston poistamiseksi ylläpitoa tai korjausta varten.

On myös todettu, että mikä tahansa lukumäärä elektrolyysikennoja 12 voidaan yhdistää kennosarjaksi annetun tuotantovaatimuksen aikaansaamiseksi halutulla tavalla. On myös todettu, että yksinapainen suotopuristintyyppinen elektrolyysikenno 60 voitaisiin koota kerrostamalla napaisuudeltaan vastakkaisia keskielektrodikokoonpanoja 16 yhteen päätyelektrodikokoonpanojen 14 kanssa, jotka ovat elektrolyy-sikennorakenteen molemmissa päissä, kuten parhaiten nähdään kuviossa 11.

63261 Lähempi katsaus päätyelektrodikokoonpanoon 14 voidaan nähdä kuviossa 2, joka on sivuleikkauskuvanto päätyelektrodikokoonpanosta 14 otettuna oleellisesti pitkin kuvion 1 viivaa 2-2. Kuvio 3 esittää pohja-osakuvantoa päätyelektrodikokoonpanosta 14 ja kuvio 4 esittää etu-osakuvantoa päätyelektrodikokoonpanosta 14 kuten kuviosta 2 yksityiskohtaisesti selviää. Kuten kuvioista 2, 3 ja 4 voidaan nähdä pääty-elektrodikokoonpanossa 14 on päätyelektrodilaatikko 18, joka voidaan vaivattomasti valmistaa stanssaamalla yhdestä levystä. Pääty-elektrodilaatikossa 18 on ympäryslaippa 20, jonka avulla päätyelektro-dikokoonpano 14 kiinnitetään ja yhdistetään tiivisti keskielektro-dikokoonpanoon 16. Ympäryslaipan 20 on tämän vuoksi oltava suhteellisen tasomainen ja tasainen luonteeltaan tehokkaan sulun muodostamiseksi tiivistemateriaalin kanssa, joka tulee sen päälle. Tiiviste 22 asetetaan ympäryslaipan 20 päälle ennenkuin se yhdistetään keski-elektrodikokoonpanoon 16 liitettäväksi siihen, kuten kuviosta 1 voidaan nähdä. Yleensä yhtä tiivistekappaletta 22 käytetään kummallakin ympäryslaipalla siten, että kahta kappaletta käytetään jokaisessa annetussa liitoksessa minkä tahansa kahden kokoonpanon 14 ja 16 välillä. Päätyelektrodilaatikoiden 18 paksuus on yleensä välillä 0,794 - 9,525 mm. On todettu, että jos halutaan suurempaa jäykkyyttä päätyelektrodilaatikoille 18, harjanteita voidaan stanssata jokaisen laatikon 18 keskisyvennykseen tai lujittavia osia kiinnittää syven-nysalueen ulkopuolelle.

Kuten kuviosta 2 parhaiten voidaan nähdä, on olemassa useita sisään-tuloaukkoja 24 päätyelektrodilaatikon 18 läpi riittävän kierron aikaansaamiseksi elektrolyysikennon 12 päätyelektrodikokoonpanossa 14. Sen lisäksi, että nämä sisääntuloportit 24 aikaansaavat kiertoa, niitä käytetään raaka-aineiden syöttöön ja kaikkien tuotteiden poistoon, jotka saattavat olla tarpeen tietylle elektrolyysikennolle 12. Päätyelektrodilaatikon 18 syvennettyyn alueeseen sisältyvät pääty-elektrodielementit 26, jotka ovat yleensä luonteeltaan revitettyjä niin, että sen läpi ja ympäri voidaan aikaansaada kiertoa. Yleensä rei’itetyn päätyelektrodielementin 26 materiaali on venytettyä metalliverkkoa, jossa on litistetty reuna toisella puolella ja pyöristetty reuna vastakkaisella puolella. Se voitaisiin aivan yhtä helposti tehdä kudostusta lankaverkosta, valssilankaseulasta tai rei'itetyistä levyistä reikäisen aktiivisen pinnan toteuttamiseksi.

Kuten kuvioista 3 ja 4 voidaan nähdä, molempien päätyelektrodiele- 8 63261 menttien 26 ympärysreuna on käännetty alas suunnilleen 90°, jotta varmistettaisiin, että päätyelektrodielementtien 26 terävät reunat eivät puhkaise membraanimateriaalia, joka tulisi niiden päälle. Pyöristetyn reunan puoli asetetaan kohti membraania ja venytetyn metalliverkon litistetyn reunan puoli päätyelektrodilaatikon 18 sisäpuolelle yhdessä päätyelektrodielementin 26 alas käännettyjen reunojen kanssa.

Päätyelektrodielementit 26 on liitetty päätyelektrodilaatikkoon 18 virranjakajilla 28 ja välitangoilla 30 siten, että päätyelektrodi-elementti 26 muodostaa tasomaisen pinnan, joka on lähes täysin samantasoinen päätyelektrodilaatikon 18 ympäryslaipan 20 pinnan kanssa. Havaitaan, että välitangot 39 eivät ylety päätyelektrodielementin 26 koko pituudelle kuten kuviosta 4 parhaiten näkyy. Väliketangoissa 30 on myös säännöllisin välimatkoin niiden läpi kulkevat aukot, kuten kuviosta 4 nähdään niin, että elektrolyytti-liuoksen kierrätys voidaan tehokkaasti toteuttaa päätyelektrodikokoon-panossa 14. Päätyelektrodielementti 26 voidaan kiinnittää väli-ketankoihin 30 millä tahansa sopivalla tavalla hitsauksen ollessa eräs sopivimmista. Virranjakajat 28 tukevat kaikki kahta välitan-koa 30 niiden molemmin puolin ja ne ulottuvat päätyelektrodilaatikon 18 ulkopuolelle, kuten kuviosta 1 nähdään kennon 12 sähköiseksi liittämiseksi teholähteeseen, jota ei tässä ole esitetty.

Käytettiinpä mitä tahansa lukumäärää päätyelektrodielementtejä 26 päätyelektrodilaatikon 18 rajojen sisällä, jokainen on mieluummin tuettu kahdella päätyelektrodin virranjakajalla 28 hyvän virran jakautumisen varmistamiseksi ja stabiilisuuden aikaansaamiseksi pyörimisvoimia vastaan. Tämä järjestely helpottaa myös valmistusprosessia. Yleensä päätyelektrodielementtejä 26 on kaksi, mutta jos laatikon kokoa suurennetaan, useammat saattavat olla toivottavia.

Materiaaleja, joita käytetään päätyelektrodielementin 26 väliketan-koihin 30, virranjakajiin 28 ja päätyelektrodilaatikoihin 18, kun niitä on määrä käyttää elektrolyysikennon 12 katodipuolelle, voivat olla mitkä tahansa tavanomaiset sähköä johtavat materiaalit, jotka kestävät katolyyttiä, kuten: rauta, hiiliteräs, ruostumaton teräs, nikkeli, ruostumattomalla teräksellä päällystetty kupari tai nikkelillä päällystetty kupari. On havaittu esimerkiksi, että jos kaikki komponentit on tehty teräksestä kennon kokoonpano ja lopullinen 63261 toiminta helpottuvat suuresti. Yhden ainoan materiaalin käyttö kaikkiin näihin komponentteihin helpottaa tavanomaisia hitsauksia pienentäen lopullisia komponenttiosien kokoonpanokustannuksia. Päällystettyjen materiaalien, kuten ruostumattoman teräksen tai nikkelin käyttö kuparin päällä virranjakajiin 28 saa aikaan jonkin verran jänni-tesäästöjä johtuen kupariytimen suuremmasta johtokyvystä. Pääty-elektrodikokoonpanon 14 valmistuksessa välttämättömien hitsausten on myös oltava ilmatiiviitä siten, että asetettaessa päätyelektrodi-kokoonpano 14 kennoon 11 se muodostaa suljetun systeemin.

Kuvio 5 on leikkauskuvanto keskielektrodikokoonpanosta 16 otettuna oleellisesti pitkin kuvion 1 viivaa 5-5 ja joka vastaa kuvion 2 ku-vantoa päätyelektrodikokoonpanosta 14. Kuvio 6 on pohjaleikkausku-vanto keskielektrodikokoonpanosta 16 otettuna kuviosta 5, joka vastaa kuvion 3 pohjakuvantoa päätyelektrodikokoonpanosta 14. Kuvio 7 on etuleikkauskuvanto keskielektrodikokoonpanosta otettuna kuviosta 5, joka vastaa kuvion 4 kuvantoa päätyelektrodikokoonpanosta 14.

Kuten kuvioista 5, 6 ja 7 voidaan nähdä erottava tekijä päätyelektro-dikokoonpanon 14 ja keskielektrodikokoonpanon 16 välillä on se, että keskielektrodikokoonpanossa 16 on kehys 32 siten, että elektro-dipinnat voidaan asettaa esille kahteen suuntaan keskielektrodikokoonpanon 16 kerrostamisen sallimiseksi kahden muun identtisen, napaisuudeltaan vastakkaisen kokoonpanon tai päätyelektrodikokoonpa-nojen 14 väliin. Tämä saa aikaan paremman kalliiden materiaalien hyväksikäytön ja pienentää merkittävästi saadun elektrolyysikennon 12 painoa. Kehyksellä 32 on ympäryslaipat 34 sen molemmilla puolilla kanavamaisen osan muodostamiseksi. Nämä kehyksellä 32 olevat ympä-ryslaipat 34 vastaavat identtisesti päätyelektrodilaatikolla 18 olevia ympäryslaippoja 20 niin, että niiden välille voidaan saada sul-kuliitos käyttäen tiivistettä 22. Kehyksessä 32 on myös sisääntulo-aukot 36 siten, että elektrolyyttiä voidaan kierrättää keskielektrodikokoonpanon 16 läpi, enemmän materiaalia voidaan lisätä keski-elektrodikokoonpanoon 16 ja tuotteita poistaa keskielektrodikokoonpanosta 16.

Keskielektrodielementti 38 on mekaaniselta rakenteeltaan samanlainen kuin päätyelektrodielementti 26 siinä, että se on yleensä luonteeltaan reikäinen ja tehty venytetystä metalliverkosta, jossa on alas-käännetty reuna keskielektrodielementin 38 ympärysreunan ympäri. Keskielektrodielementti 38 on kaksihaaraista rakennetta muodostaak- 63261 10 seen aktiivisen pinnan kehyksen 32 molemmille puolille. Jäljempänä käytettynä kaksihaarainen viittaa kaksitasoisiin elektrodielementtei-hin, jotka ovat yhdensuuntaisesti toisistaan erillään. Kuten pääty-elektrodielementin 26 tapauksessa keskielektrodielementti 38 sisältyy kahdessa osassa kehyksen 32 rajojen sisälle. Virranjakajat 40 kulkevat keskielektrodikehyksen 32 keskiosan läpi jakaen energiaa keskielektrodielementin 38 koko pinnalle samalla tavoin kuin virranjakajat 28 jakavat sähköenergiaa päätyelektrodielementtiin 26. Nämä virranjakajat 40 ulottuvat kehyksen 32 läpi yhdistettäväksi sähköisesti teholähteeseen, jota tässä ei ole esitetty, sähköpiirin täydentämiseksi, jolla elektrolysoivaa virtaa voidaan syöttää yksina-paiseen elektrolyyttiseen membraanikennoon 12. Näihin virranjakajiin 40 on kiinnitetty tavanomaisilla hitsausmenettelyillä väliketangot 42, jotka pitävät keskielektrodielementtiä 38 lähes samantasoisessa suhteessa ympäryslaippojen 34 kanssa. Nämä väliketangot 42 samoin kuin päätyelektrodikokoonpanon 14 väliketangot 30 eivät ylety virranjakajien 40 koko pituudelle parantaakseen elektrolyyttiliuoksen kiertoa keskielektrodikokoonpanossa 16. Eifcäktrolyyttiliuoksen kierron parantamiseksi edelleen keskielektrodikokoonpanossa 16, väliketangoissa 42 on niiden läpi kulkevat aukot. Väliketangot 42 tukevat niiden molemmin puolin kaksihaaraisella tavalla sarjaa keski-elektrodielementtejä 38 keskielektrodielementtien 38 saamiseksi peittämään molempia kahta päätyelektrodikokoonpanoa 14 tai muita päätyelektrodikokoonpanoja 14 tai muita napaisuudeltaan vastakkaisia keskielektrodikokoonpanoja 16, kun ne kootaan suotopuristintyyppi-sen yksinapaisen elektrolyyttisen membraanikennon 60 muodostamiseksi.

Anodeina käytettävät keskielektrodielementit 38 voidaan rakentaa mistä tahansa tavanomaisesta sähköä johtavasta, elektrolyyttisesti aktiivisesta materiaalista, joka kestää anolyyttiä, kuten venttiili-metallista, esim. titaanista, tantaalista tai niiden lejeerinqeistä, jonka pinnalla on jalometallia, jalometallioksidia (joko yksin tai yhdistettynä venttiilimetallioksidiin), tai muista elektrokatalyytti-sesti aktiivisista korroosionkestoisista materiaaleista. Tämän luokan anodeja kutsutaan mittastabiileiksi anodeiksi, jotka ovat hyvin tunnettuja ja laajasti käytettyjä teollisuudessa. Katso esim. US-patentit 3 117 023; 3 632 498; 3 840 443 ja 3 846 273. Suositeltava venttiilimetalli perustuen hintaan, saatavuuteen, sähköisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin, näyttää tällä hetkellä olevan titaani, Jos titaania käytetään anodielementteihin keskielektrodikokoonpanon 63261 16 valmistusta voidaan helpottaa käyttäen titaanimateriaaleja kehykseen 30 ja väliketankoihin 42. Titaanin käytön ja sen myötä kustannusten pienentämiseksi virranjakajat 40 voivat olla kuparia sen erinomaisen sähkönjohtokyvyn vuoksi, jonka päällä on titaanikerros. Tämä tekee tällöin mahdolliseksi keskielektrodikokoonpanon 16 valmistuksen tavanomaisilla hitsauksilla ilmatiiviin systeemin aikaansaamiseksi, kun se asennetaan yksinapaiseen elektrolyyttiseen memb-raanikennoon 12.

On odotettavissa, että jokainen elektrodikokoonpano 14 tai 16 on erotettava jokaisesta muusta napaisuudeltaan vastakkaisesta elektro-dikokoonpanosta 14 tai 16 membraanilla 44. Membraani 44 voi olla mikä tahansa oleellisesti hydraulisesti läpäisemätön kationinvaihto-membraani, joka on kemiallisesti kennonestettä kestävä, jolla on alhainen resistiivisyys, joka vastustaa kloridi-ionien eteenpäin-vaeltamista ja vastustaa hydroksidi-ionien takaisinvaeltamista. Membraaniin 44 käytetyn materiaalityypin on oltava pieniä kationeja läpäisevä vain niin, että natrium- ja kaliumionit vaeltavat sen läpi, mutta että todellisuudessa mikään suurempi kationi, kuten ken-nonesteen metalliepäpuhtaudet eivät läpäise sitä. Näiden materiaalien käyttö membraaniin 44 johtaa alkalimetallihydroksidiin, jolla on merkittävästi suurempi puhtaus ja suurempi väkevyys.

Eräs hydraulisesti läpäisemätön kationinvaihtomembraanin tyyppi, jota voidaan käyttää tämän keksinnön laitteistossa, on sellaisen fluoratun kopolymeerin ohut kalvo, jossa on riippuvat sulfonihappo-ryhmät. Fluorattu kopolymeeri on saatu monomeereista, joilla on kaava:

(1) CF2 = CF «R*n S02F

jossa riippuvat S02F-ryhmät konvertoidaan -SO3H-ryhmiksi, ja monomeereista, joilla on kaava (2) CF2 = Cxx'

R

• 1 jossa R esittää ryhmää -CF-CF2-0-{CFY-CF20^m, jossa R on fluori-atomi tai 1-10 hiiliatomia sisältävä fluorialkyyliryhmä; Y on fluori-atomi tai trifluorimetyyliryhmä; m on 1, 2 tai 3; n on 0 tai 1; x on fluori-, kloori- tai trifluorimetyyliryhmä; ja x' on x tai CF3^CF2^aO-, jossa a on 0 tai kokonaisluku 1-5.

12 63261 Tämä johtaa kennon membraanissa käytettäviin kopolymeereihin, joissa on toistuvat rakenneyksiköt (3) -CFp-CF- i».

so3h ja (4) -CF2-CXX1-.

Kopolymeerissa tulee olla riittävästi yllä olevan kaavan (3) mukaisia toistuvia yksiköitä -S03H-ekvivalenttipainon n. 800-1600 aikaansaamiseksi suositeltavan alueen ollessa 1000-1400. Membraanit, joiden vesiabsorptio on n. 25 % tai suurempi, ovat suositeltavia, sillä membraaneilla, joilla on pienempi vesiabsorptio kennopotentiaaleja millä tahansa annetulla virrantiheydellä. Selmoin membraanit, joiden kalvonpaksuus (laminoimaton) on n. 0,2 mm tai suurempi, vaativat suurempia kennopotentiaaleja tämän keksinnön prosessissa ja niillä on näin ollen huonompi tehohyötysuhde.

Tyypillisesti johtuen kaupallisissa kennoissa olevien membraanien suurista pinta-aloista membraanikalvo laminoidaan ja impregnoidaan hydraulisesti läpäisevään, sähköä johtamattomaan, inerttiip vahvistavaan osaan, kuten kudottuun tai ei-kudottuun kankaaseen, joka on tehty asbesti-, lasi-, TEFLON- yms kuiduista. Kalvo/kangasyhdistelmä-membraaneissa on suositeltavaa, että laminointi tuottaa kalvohart-sin ehjän pinnan ainakin kankaan toiselle puolelle vuodon estämiseksi membraanin läpi.

Kyseessä olevan tyyppisiä hydraulisesti läpäisemättömiä kationin-vaihtomembraaneja kuvataan tarkemmin seuraavissa patentissa, jotka liitetään viitteenä tähän selostukseen: US-patentit 3 041 317; 3 282 875; 3 624 053; brittiläinen patentti 1 184 321 ja alankomaalainen patenttihakemus 72/12249. Edellä kuvatun kaltaisia membraa-neja on saatavissa E.I. du Pont de Nemours and Co-yhtiöltä kauppanimellä NAFION.

Yllä kuvatun kaltaisia membraaneja voidaan edelleen modifioida pintakäsittelyillä parannetun membraanin aikaansaamiseksi. Yleensä näissä käsittelyissä annetaan riippuvien sulfonyylifluoridiryhmien reagoida aineiden kanssa, jotka tuottavat vähemmän polaarisen sidoksen ja täten absorboivat vähemmän vesimolekyylejä vetysidosten 63261 13 avulla. Tällä on taipumus pienentää huokosaukkoja, joiden läpi kationit kulkevat niin, että vähemmän hydraattivettä siirtyy kationien mukana membraanin läpi. Eräs esimerkki tästä olisi antaa ety-leenidiamiinin reagoida riippuvien ryhmien kanssa kahden riippuvan ryhmän sitomiseksi yhteen kahden etyleeniamiinissa olevan typpiato-min avulla. Yleensä kalvonpaksuudella n. 0,17 mm pintakäsittely tehdään n. 0,05 mm syvyyteen kalvon toiselta puolelta ajastetun reaktiomenettelyn avulla. Tämä johtaa membraaniin, jolla on hyvä sähkönjohtavuus ja kationinsiirtokyky hydroksidi-ionin ja siihen liittyvän veden vastavaelluksen ollessa pienempi.

On odotettavissa, että alaan perehtyneet kykenevät kokoaamaan annetut komponentit yksinapaiseksi elektrolyyttiseksi membraanikennok-si 12 käyttäen erilaisia kiinnityslaitteita komponenttien kiinnittämiseksi tiivistävään kosketukseen ympäryslaippojen 34 ja 20 ympäri. Kaikissa tapauksissa on kuitenkin tarpeen käyttää jankintyyppistä tiivistysmateriaalia, kuten tiivistettä 22 membraanin 44 molemmin puolin, joka on kerrostettu ympäryslaippojen 20 ja 34 väliin. Tiiviste 22 palvelee kahta tarkoitusta aikaansaaden tiivistävän kosketuksen napaisuudeltaan vastakkaisten elektrodikokoonpanojen välillä ja myös toimien välikelaitteena raon aikaansaamiseksi, joka on välttämätön elektrodielementtien ja membraanin 44 ja toistensa välissä. Kaikkien tiivistemateriaalien on luonnollisesti kestettävä kennossa 12 käytettyä elektrolyyttiä, joten polymeerivalmisteet, kuten neopreeni ovat esimerkkejä sopivista materiaaleista. Kokemus osoittaa, että raon elektrodielementtien välillä tulee olla noin 3,048 mm plus tai miinus 1,524 mm toleranssilla. Tuntuu siltä, että tehokas tiivistävä kosketus ympäryslaippojen 34 ja 20 välillä voidaan saavuttaa käyttäen kiinnikkeitä, kuten murtokaraniittejä, laippakiinnikkeitä, laippapuristimia käyttäen kiertohakaholkkikiristysruuveja tai pultteja laippojen läpi.

Kuten kuvioista 2 ja 5 ja erityisesti kuvioista 4 ja 7 voidaan nähdä virranjakajat 28 ja 40 kulkevat päätyelektrodilaatikon 18 ja keski-elektrodikehyksen 32 läpi tässä järjestyksessä niiden yhdistämiseksi sähköenergian lähteeseen. Kuvio 8 on yläleikkauskuvanto, joka esittää erästä kokoomakiskojen systeemiä, jolla useita elektrolyysiken-noja voidaan yhdistää sarjaan, jotta ne toimisivat elektrolyysi-kennojen 12 ryhmässä. Kuvio 9 esittää leikkauskuvantoa, joka on otettu oleellisesti pitkin kuvion 8 viivaa 9-9 ja esittää elektrolyysi- 14 63261 kennoille 12 tarkoitettua sähköistä liitäntäjärjestelyä. Kennojen 12 sähköinen liittäminen sarjaan tai rinnan voidaan toteuttaa käyttäen kierteitettyä puolaa 46, joka on yhdistetty virranjakajiin 28 ja 40 kierteitetyn pultin 48 avulla, joka on tapitettu sen läpi ja kiinnitetty pultilla virranjakajia 28 ja 40 vastaan. Kierteitetty puola 46 tulee olla valmistettu erittäin sähköä johtavasta aineesta, kuten kuparista. Ensiksi vastamutteri 50 on kierretty alas kiertei-tettyihin puoliin 46 rajoittimen aikaansaamiseksi kokoomakiskoille 52, jotka on asetettu sen päälle ja yhdistetty useiden elektrolyysi-kennojen 12 välille, kuten kuvioissa 8 ja 9 on esitetty. Sen jälkeen toinen vastamutteri 50 on kierretty alas tiukkaan kosketukseen sähköisten kokoomakiskojen 52 kanssa varman lukitusliitoksen aikaansaamiseksi kokoomakiskojen 52 ja kierteitettyjen puolien 46 välille. Tällä tavoin sähköinen liitos saadaan yhden elektrolyysikennon 12 jokaisen keskielektrodin virranajakajan 40 ja jokaisen sarjassa olevan seuraavan kennon 12 molempien päätyelektrodien virranjakajien 28 välille, kuten kuvioista 8 ja 9 nähdään. Sähkövirtaa voidaan syöttää elektrolyysikennojen 12 sarjan molemmista päistä tai toisesta päästä halutulla tavalla. Kuviossa 1 esitetyt kennot 12 voidaan aivan yhtä helposti liittää rinnan käyttämällä yhteisiä syöttölaitteita toisen napaisuuden kaikkien kokoonpanojen yhdistämiseksi yhteen kaapelikenkään ja kaikkien vastakkaisen napaisuuden kokoonpanojen yhdistämiseksi tekolähteen toiseen kaapelikenkään.

Minkä tahansa kennon 12 poistamiseksi kennojen sarjasta kierteitetyt pultit 48 poistetaan tämän kennon 12 kaikista elektrodikokoonpa-noista niin, että kenno 12 voidaan helposti vetää ulos sarjasta. Yhdyskaapeli tai kokoomakisko on ensin liitettävä poistettavan kennon 12 positiivisten ja negatiivisten kaapelipäätteiden poikki täydellisen piirin ylläpitämiseksi, jolla jäljellä olevia kennoja 12 käytetään, kun kennot 12 liitetään sarjapiiriin kuten kuvioista 8 ja 9 nähdään. Jos kennot 12 on kytketty rinnan olevaan piiriin, yhdyskaapeli ei ole tarpeen, sillä jokainen kenno 12 toimii omalla piirillään.

Kuvio 10 esittää vaihtoehtoista toteutusmuotoa päätyelektrodikokoon-panosta 14, jossa on laajenenva elektrodi 54 niin, että kun annettu elektrolyysikenno 12 on koottu, membraania 44 pidetään paikallaan keskielektrodielementtiä 38 vastaan. Suurin ero laajenevassa elektrodissa 54 on tukirakenne virranajakolaitteen 28 ja elektrodielemen- 63261 15 tin 26 välillä. Sen sijaan, että käytettäisiin väliketankoja 3Q laajenevassa katodissa 54 käytetään venytyslaitetta 56, kuten yksi-kappaleista laakajousta, joka on kiinnitetty virranjakajaan 28 yhdestä kohdasta pitkin sen pituutta ja ulottuu liittymään elektrodi-elementtiin 26 kahdesta etäisestä kohdasta, jotka ovat lähellä elektrodielementin 26 ulointa reunaa. Venytyslaitteessa 56 on myös sen läpi kulkevat aukot hyvän kierron sallimiseksi koko päätyelektro-dikokoonpanossa 14. Eleketrodielementin 26 toisella puolella ja suoraan vastapäätä kohtia, joissa venytyslaite 56 on yhdistetty elektro-dielementtiin 26, on väliketangot 58, jotka puristavat membraania elektrodielementtiä 38 vasten, kun kennon komponentit asennetaan elektrolyysikennoon 12. Näiden väliketankojen 58 tulee yleensä olla tehty sähköisesti johtamattomasta aineesta niin, että se aiheuttaa hyvin vähän häiriöitä elektrodielementtien välisen raon kokonais-tasaisuudelle. Polyvinyylifluoridi olisi eräs esimerkki sopivasta materiaalista. On ajateltavissa että laajenevaa elektrodia 54 voidaan käyttää aivan yhtä hyvin keskielektrodikokoonpanossa 16.

Kuten kuviosta 11 voidaan edelleen nähdä, alaan perehtyneet voivat rakentaa suotopuristintyyppisen yksinapaisen elektrolyyttisen membraa-nikennon 60 sijoittamalla useita keskielektrodikokoonpanoja 16 kahden päätyelektrodikokoonpanon 14 väliin. Useita keskielektrodikokoonpanoja 16 on valmistettava yllä kuvatunkaltaisista sopivista materiaaleista sekä anodi- että katodiosastojen aikaansaamiseksi kennorakennetta varten. Kukin kenno 60 toimii osastot kytkettyinä sarjapiiiriin. Useita kennoja 60 voi olla kytkettynä joko sarjassa tai rinnan olevaan piiriin kennoryhmän rakentamiseksi. Kuten kuviosta 11 nähdään keskielektrodin ympäryslaippaa 34 voidaan jatkaa tukipinnan aikaansaamiseksi vapaasti seisovaa kennorakennetta varten.

On toivottavaa käyttää päätyelektrodikokoonpanoja 14 katodipuolena, sillä niihin liittyvät materiaalit ovat yleensä halvempia. Yksina-paisessa elektrolyyttisessä membraanikennossa 12 olisi anodiosasto 16 kerrostettu kahden katodiosaston 14 väliin ja suotopuristintyyp-pisessä yksinapaisessa elektrolyysikennossa 60 kuviossa 11 on kuusi anodikeskielektrodikokoonpanoa 16, viisi katodikeskielektrodikokoon-panoa 16 ja kaksi katodipäätyelektrodikokoonpanoa 14. Kenno 60 olisi kokoonpantu siten, että kullakin kokoonpanolla 16 olisi napaisuudeltaan vastakkaiset naapurit.

16 63261

On havaittu, että käytettäessä tiivistettä 22 kokoonpanojen 14 ja 16 välissä vetyhaurastumisilmiötä ei tapahdu. Tämä kennorakenne johtaa myöd kevyeen yksikköön, jolla kennohuoneen tila käytetään mahdollisimman hyvin hyväksi.

Kokeet ovat osoittaneet, että minimietäisyys 57,15 mm verkkopääty-elektrodielementin 24 tilan ja päätyelektrodilaatikon 16 sisäseinä-män välillä on tarpeen elektrolyysikennon 11 optimitoiminnan kannal-ta virrantiheydellä 310 mA/cm , kun päätyelektrodikokoonpano 14 toimii katodina. Tämä tilavaatimus keskielektrodikokoonpanolle 16 samnalaisessa toiminnassa olisi välillä 88,8-101,6 mm kun keski-elektrodikokoonpano 16 toimii anodina. Ollaan sitä mieltä, että tässä kuvattujen suositeltavien toteutusmuotojen mukaisilla elektro-lyysikennoilla voitaisiin saavuttaa huippuvirta 465 mA/cm kaupalli-sessa toiminnassa.

Yksinapaisen elektrolyyttisen membraanikennon 12 tyypillisen toiminnan aikana tämän keksinnön käsitteiden mukaisesti kloorin ja emäksen tuotantoa silmälläpitäen, suolavettä, jonka natriumkloridipitoi-suus oli suunnilleen 100-310 g/1, syötettiin keskielektrodikokoon-panoon 16, jota käytettiin elektrolyysikennon 11 anodipuolena samalla, kun vettä tai kiertävää natriumhydroksidiliuosta, jonka pitoisuus oli suunnilleen 24-43 prosenttia, syötetiin päätyelektrodiko-koonpanoon 14, jota käytettiin kennon 12 katodipuolena. Kun elektro-lysoivaa tasavirtaa ajettiin kennoon sopivasta teholähteestä, kloorikaasua kehittyi anodielementissä 38. Kehittynyt kloori pysyy täydellisesti anodiosastossa 16, kunnes se poistetaan kennosta yhdessä suolaliuoksen kanssa anodin sisääntuloaukkojen 36 läpi. Anodikokoon-panossa 16 muodostuneet natriumionit vaeltavat selektiivisesti memb-raanin 44 läpi katodikokoonpanoon 14, jossa ne yhtyvät hydroksidi-ioneihin. Näin muodostuneet natriumhydroksidi ja vetykaasu poistetaan katodin sisääntuloaukkojen 24 läpi. Ei-kriittisiä prosessiparamet-rejä ovat: käyttölämpötila välillä 25-100°C; suolaveden syöttö-pH välillä 1-6; ja virrantiheys elektrolyysikennon 12 läpi välillä y 155- 77.5 mA/cm elektrodilevyn pinta-alaa.

Näin ollen edellä olevasta suositeltavien toteutusmuotojen kuvauksesta pitäisi käydä ilmi, että yksinapaisilla elektrolyyttisillä membraanikennoilla 12 ja 60, ioita tässä on esitetty ja kuvattu, toteutetaan keksinnön tarkoitukset ja ratkaistaan tällaisiin laitteisiin liittyvät ongelmat.

Claims (18)

1. Yksinapainen elektrolyyttinen membraanielektrolyysikenno, joka käsittää pääty- ja keskielektrodielementit (26, 38), memb-raanin (44), joka erottaa päätyelektrodielementit keskielektrodi-elementeistä, kun kenno kootaan, virranjakajat (40,28) napaisuudeltaan vastakkaisen sähköenergian syöttämiseksi keskielektrodi-elementteihin ja päätyelektrodielementteihin ja vähintään yhden aukon (36,24) jokaisessa osastossa materiaalin syöttämiseksi niihin, vast, tuotteiden poistamiseksi niistä, tunnettu siitä, että kenno käsittää lisäksi kaksi rakenteeltaan identtistä päätyelektrodilaatikkoa (18), jotka on varustettu ympäryslaipalla (20), jolloin päätyelektrodielementit (26) on liitetty laatikoiden (18) sisäsyvennyksiin; ainakin yhden keskielektrodikehyksen (32), joka on varustettu molemmilla puolillaan ympäryslaipalla (34), joka sopii päätyelektrodilaatikon vastaavaan laippaan, keskielektrodi-elementin (38) ollessa kaksihaarainen, jonka molemmat haarat muodostavat oleellisesti tasomaisen pinnan vastaavaa päätyelektro-dielementtiä vastaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että päätyelektrodielementit (26) ja kaksihaarainen keskielektrodielementti (38) on mekaanisesti ja sähköisesti yhdistetty virranjakajiin (40, 28) väliketangoilla (30, 42), jotka on kiinnitetty kohtisuoraan päätyelektrodielementteihin ja kaksihaaraisiin keskielektrodielementteihin ja kiinnitetty tangentiaa-lisesti virranjakajiin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen elektrolyysikenno, tunnet-t u siitä, että väliketangot (30, 42) ulottuvat vain osalle virranjakajien sisäpituutta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elektrolyysikenno, tunnet-tu siitä, että väliketangoissa (30, 42) on niiden läpi kulkevat aukot elektrolyyttiliuoksen virtauksen parantamiseksi elektrolyysi-kennossa.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnet-tu siitä, että päätyelektrodielementit (26) ovat kahdessa osastossa kummassakin päätyelektrodilaatikossa (18).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, t u n- 18 63261 n e t t u siltä, että jokainen kaksihaaraisen keskielektrodi-elementin (38) osa on jaettu kahteen osastoon.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että päätyelektrodilaatikoiden (18) ympäryslai-pat (20) ja keskielektrodikehys (32) on koottu yhteen membraani (44) niiden välissä ja tiiviste (22) membraanin molemmilla puolilla.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että kiinnityslaitetta käytetään päätyelektrodilaatikoiden (18) ympäryslaippojen (20, 34) yhdistämiseen tiiviisti keskielektrodikehykseen (32).

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että virranjakajat (28) kulkevat päätyelektrodilaatikoiden (18) ja sanotun keskielektrodikehyksen (32) läpi elektrolyysikennon ulko-osaan.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että kierteitetyt puolat (46) on kiinnitetty kuhunkin virranjakajaan (40, 28), jotka työntyvät elektrolyysikennon ulkopuolelle.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että kierteitetyt puolat (46) on kiinnitetty virranjakajiin (40, 28) kierteitetyillä pulteilla (48) siten, että irrotettaessa kierteitetyt pultit (48), elektrolyysikenno voidaan helposti poistaa kennosarjasta.

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että vastamutteri (50) on kierretty kiertei-tetyn puolan (46) alle pysäyttimen aikaansaamiseksi.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että kokoomakiskot (52) on asetettu jokaisen kierteitetyn puolan (46) päälle siten, että kunkin elektrolyysikennon (12) molemmat päätyelektrodilaatikot (18) on yhdistetty kierteitettyihin puoliin (46) , jotka työntyvät esiin seuraavan elektrolyysikennon keskielektrodikehyksestä (32) elektrolyysi-kennojen sarjassa. 63261 19

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että toinen vastamutteri (50) on kierretty tiukkaan kosketukseen kokoomakiskojen (52) kanssa.

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että päätyelektrodielementit (26) on yhdistetty virranjakajiin (28) venytyslaitteen (56) avulla, joka on kiinnitetty tangentiaalisesti virranjakajiin (28) ja päätyelektrodi-elementteihin (26).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että päätyelektrodielementeissä (26) on välike-tangot (30), jotka on yhdistetty vastakkaiselle puolelle kuin se, joka on kiinnitetty virranjakajiin (28) ja jotka ovat sähköä johtamattomia, membraanin (44) pitämiseksi vakiokosketuksessa viereisen elektrodikokoonpanon elektrodielementtien (38) kanssa.

17. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että keskielektrodielementeissä (38) on välike-tangot (42), jotka on kiinnitetty vastakkaiselle puolelle kuin se, joka on kiinnitetty virranjakajiin (40) ja jotka ovat sähköä johtamattomia, membraanin (44) pitämiseksi vakiokosketuksessa viereisen elektrodikokoonpanon elektrodielementtien (38) kanssa.

17 Patenttivaatimukset 63261

18. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrolyysikenno, tunnettu siitä, että se käsittää useita keskielektrodikehyksiä (32) ja että elektrolyysikenno pannaan kokoon siten, että kukin ja jokainen keskielektrodikehys kerrostetaan napaisuudeltaan vastakkaisten elektrodien väliin.