FI82267C - Foerfarande foer hopsaettning av en struktur av filterpresstyp. - Google Patents

Description

1 82267

Suodatinpuristintyyppisen rakenteen kokoonpanomenetelmä

Esillä olevan keksinnön kohteena on suodatinpuristintyyppisen rakenteen komponenttiosien kokoonpanomenetel-5 mä. Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on oheistetun patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä. Menetelmä soveltuu erityisesti suodatinpuristintyyppisen elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpanoa varten.

Aikaisemmin tunnetaan suodatinpuristintyyppisiä 10 rakenteita, jotka käsittävät joukon levymäisiä komponentteja ja esimerkiksi useita huokoisia erottimia. Useita erilaisia prosesseja voidaan suorittaa tällaisten rakenteiden avulla, kuten suodatus- tai rikastusprosessi. Viime vuosina on myös kehitetty elektrolyysikennoina toimivia 15 suodatinpuristintyyppisiä rakenteita, jotka käsittävät suuren määrän levymäisiä komponenttiosia, so. paljon anodeja, katodeja ja tiivisteitä. Tällaiset elektrolyysiken-not voivat käsittää suuren määrän vuorottaisia anodeja ja katodeja, esimerkiksi viisikymmentä anodia, jotka vuorot-20 televat viidenkymmenen katodin kanssa suodatinpuristin- tyyppisenä rakenteena. Tällaiset elektrolyysikennot voivat sisältää enemmänkin anodeja ja katodeja ja kennot voivat olla yksi- tai kaksinapaisia.

Viime vuosina on kehitetty suodatinpuristintyyppi-25 siä elektrolyysikennoja käytettäviksi kloorin ja vesipitoisten alkalimetallihydroksidiliuosten valmistamiseen vesipitoisen alkalimetallikloridiliuoksen elektrolyysin avulla erityisesti kennoissa, joissa erottimena toimii pääasiassa hydraulisesti läpäisemätön kationinvaihtokalvo. 30 Kun vesipitoinen alkalimetallikloridiliuos elektrolysoi- daan kalvotyyppisessä elektrolyysikennossa, liuos syötetään kokoojasäiliöstä kennon anodiosastöihin ja elektrolyysin yhteydessä tuotettu kloori sekä jätteenä oleva alkalimetallikloridiliuos poistetaan anodiosastoista kokoo-35 jasäiliöön, alkalimetalli-ionit siirretään kalvojen poikki 2 82267 kennon katodiosastoihin, joihin syötetään vettä tai laimennettua alkalimetallihydroksidiliuosta kokoojasäi-liöstä, ja vety ja alkalimetallihydroksidiliuos, jotka alkalimetalli-ionien ja veden reaktio on synnyttänyt, 5 poistetaan kennon katodiosastoista kokoojasäiliöön.

Tällaisten suodatinpuristintyyppisten rakenteiden, ja erityisesti suodatinpuristintyyppisten elektrolyysiken-nojen, kokoonpanoon liittyy tiettyjä vaikeuksia. Esimerkiksi, vaikka näitä elektrolyysikennoja käytetään yleensä 10 kennon ollessa asetettuna vaakasuoraan, eli siis kennon komponenttiosien ollessa asetettuina pystysuorasti, liittyy elektrolyysikennon kokoonpanoon tällaisessa vaakasuorassa asennossa määrättyjä ongelmia. On vaikeaa asettaa kennon komponenttiosat tarkasti toistensa suhteen näitä 15 komponenttiosia kokoonpantaessa pystysuorassa suunnassa, ja erityisen vaikeaa on asettaa erottimet tarkasti anodien, katodien ja tiivisteiden suhteen.

Ilmeisenä keinona tämän vaikeuden voittamiseksi on panna kenno kokoon pystysuorassa suunnassa, jolloin elek-20 trolyysikennon komponenttiosat asetetaan vaakasuoraan ja muodostetaan niistä siten pystysuora pino, jolloin kennon kokoonpanon jälkeen pinoa käännetään 90°, niin että se tulee vaakasuoraan, kennon komponenttiosien ollessa tällöin pystysuorassa suunnassa.

25 Tällainen suodatinpuristintyyppisen elektrolyysi kennon kokoonpanomenetelmä on ollut useiden hyväksyttyjen patenttihakemusten aiheena. Esimerkiksi hyväksytyssä eurooppalaisessa patenttihakemuksessa n:o 0,038,445 selostetaan menetelmä yksinapaisen suodatinpuristintyyppisen 30 elektrolyysikennon kokoonpanoa varten, tämän menetelmän käsittäessä: (a) vaakasuorien elektrodikehysten muodostaman pystysuoran pinon liittämisen vaakasuoraan kalvolevyyn kunkin vastakkaisen kehysparin välissä, 35 (b) pystysuoran pinon esikäsittelyn johtamalla kos teaa lämmintä nestettä pinon kautta.

3 82267 (c) paineen kohdistamisen pinon vastakkaisiin pystysuoriin päihin pystysuoran pinon puristamiseksi pystysuunnassa, (d) puristetun pystysuoran pinon kiertämisen pys-5 tysuorasta vaakasuoraan suuntaan,

Julkaistussa eurooppalaisessa patenttihakemuksessa n:o 0,058,328 selostetaan menetelmää yksinapaisen suoda-tinpuristintyyppisen elektrolyysikennon kokoonpanoa varten, tämän kennon sisältäessä joukon yleensä tasomaisia 10 elektrodeja, jotka on asetettu sopivalla tavalla elektro-dikehyksiin ioneja valinnaisesti läpäisevien kalvolevyjen ollessa asetettuina kunkin vierekkäisen elektrodiparin väliin, tämän menetelmän käsittäessä seuraavat vaiheet: (a) ensimmäisen päätekehyksen asettamisen yleensä 15 vaakasuoran tukirakenteen päälle, (b) kalvolevyjen käsittelyn hydrolyysinesteen avulla, (c) ensimmäisen katodikehyksen asettamisen ensimmäiseen päätekehykseen, ensimmäisen katodikehyksen ollessa 20 yleensä vaakasuorassa asennossa, (d) ensimmäisen kalvolevyn asettamisen yleensä vaakasuorassa olevaan katodikehykseen, tämän ensimmäisen kalvolevyn ulottuessa yleensä vaakasuorasti kehyksen poikki, (e) ensimmäisen anodikehyksen asettamisen ensimmäi- 25 selle kalvolevylle, tämän ensimmäisen anodilevyn ulottues sa yleensä vaakasuorasti, (f) toisen kalvolevyn asettamisen ensimmäiseen ano-dikehykseen, tämän toisen kalvolevyn ulottuessa yleensä vaakasuorasti kehyksen poikki, 30 (g) toisen katodikehyksen asettamisen toiselle kal volevylle, tämän toisen katodikehyksen ulottuessa yleensä vaakasuorasti, (h) vaiheiden d-g toistamisen ennalta määrättyjä kertoja, kunnes haluttu määrä anodi- ja katodikehyksiä on 35 pinottu yleensä pystysuoraan pinoon yleensä vaakasuoran tukirakenteen päälle, * 82267 (i) toisen päätekehyksen asettamisen yleensä pystysuoran kehyspinon päälle, (j) yleensä pystysuoran kehyspinon puristamisen puristettuun tilaan, 5 (k) pidättimien kiinnittämisen yleensä pystysuoraan kehyspinoon tämän yleensä pystysuoran kehyspinon pitämiseksi puristetussa tilassa, ja (1) yleensä vaakasuorien kehysten ja kalvojen muodostaman yleensä pystysuoran puristetun pinon kiertämisen 10 käyttöasentoon, jossa kehykset ja kalvot ovat yleensä pystysuorassa suunnassa.

Suodatinpuristintyyppisen elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpano pystysuoraksi pinoksi sisältää eräitä haitallisia tekijöitä. Siten epäonnistuminen elek-15 trodikehysten asettamisessa tarkalleen vaakasuoraan asentoon voi johtaa niiden vääntymiseen, erityisesti pinoa puristettaessa. Lisäksi, kun elektrolyysikennona on yksi-napainen kenno, kuhunkin anodiin ja katodiin liittyvät raskaat kupariosat, joiden välityksellä anodit ja katodit 20 on kiinnitetty kokoomakiskoihin, voivat aiheuttaa anodi-ja katodikehysten painumisen ja poikkeamisen vaakasuorasta asennosta. Vierekkäisten anodien ja katodien väliin asetetut kalvolevyt ovat alttiina kalvolevyn päällä olevan pystysuoran pinon sisältämien anodien ja katodien massan vai-25 kutukselle, ja on olemassa kalvolevyjen huomattava väänty-misen ja jopa korjaamattomien vaurioiden vaara, erityisesti pinon alaosassa olevien kalvolevyjen osalta. Kun pystysuoraa pinoa käännetään 90° vaakasuoraan asentoon, voi elektrolyysikenno myös vahingoittua.

30 Menetelmiä elektrolyysikennon komponenttiosien ko koonpanoa varten tunnetaan myös, joissa menetelmissä komponenttiosat asetetaan pystysuorasti kokoonpanon aikana. Komponenttiosat voivat esimerkiksi sisältää sopivasti muotoillut reiät ja nämä komponenttiosat voidaan asettaa vaa-35 kasuorien tukitankojen varaan, jotka kulkevat sanottujen reikien läpi. Siten julkaistussa eurooppalaisessa patent-

II

5 82267 tihakemuksessa n:o 0,132.079 selostetaan menetelmää joukon sähköisesti eristävästä materiaalista tehtyjä anodeja, katodeja ja tiivisteitä sekä erottimia käsittävän suodatin-puristintyyppisen elektrolyysikennon kokoonpanemiseksi, 5 niin että elektrolyysikenno kootaan työskentelymuotissa käsittäen tukilaitteen, johon on kiinnitetty joukko pääasiassa vaakasuoria tukitankoja asetettuina ainakin tukilaitteen yhdelle puolelle, sanotun menetelmän käsittäessä anodien, katodien ja tiivisteiden asettamisen vaakasuorien 10 tukitankojen päälle erottimen ollessa asetettuna vierekkäisen anodin ja katodin väliin, tukilaitteen irrottamisen ja tällä tavoin muodostuneen anodien, katodien, tiivisteiden sekä erottimien yhdistelmän puristamisen vaakasuorien tukitankojen päällä elektrolyysikennon valmistamiseksi.

15 Vaikka tällaisen kokoonpanomenetelmän tuloksena onkin elektrolyysikenno, jonka komponenttiosat pidetään lujasti paikoillaan tukitankojen avulla, jotka kulkevat komponenttiosissa olevien reikien läpi eivätkä siten pääse siirtymään kennon käytön aikana, esiintyy menetelmän yh-20 teydessä se haitta, että koska tukitangot kulkevat elektrolyysikennon komponenttiosissa olevien reikien kautta, niin on mahdotonta poistaa jotain tiettyä komponenttiosaa osapinosta, esimerkiksi elektrolyysikennon käytön aikana vahingoittunutta komponenttiosaa, irrottamatta ensin lu-25 kuisia muita komponenttiosia tai tukitankoja. Tukitankojen irrotus merkitsee sitä, että komponenttiosat voivat tämän jälkeen siirtyä helposti eri asentoon toistensa suhteen, vaikkakin epähuomiossa. Lisäksi, elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpano asettamalla nämä komponenttiosat 30 niissä olevien reikien kautta kulkevien tukitankojen varaan, on työläs ja aikaavievä prosessi.

Toisena menetelmänä suodatinpuristintyyppisen elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpanoa varten on GB-patenttijulkaisussa 1,503,799 selostettu menetelmä, jonka 35 yhteydessä kennon komponenttiosat on varustettu sivuillaan olevilla varsilla, jotka on asetettu tukirakenteen tuki- 6 82267 tankojen varaan. Tällä tavoin kokoonpannussa elektrolyysi-kennossa voidaan tietty komponenttiosa irrottaa kennosta nostamalla tämä osa yksinkertaisesti pois tukitangoista. Tällä tavoin kokoonpannussa elektrolyysikennossa esiintyy 5 kuitenkin se haitta, että komponenttiosien siirtymälle, siis ylöspäin siirtymiselle, toistensa suhteen ei ole mitään rajoitusta kennon kokoonpanon aikana, esimerkiksi komponenttiosien muodostamaa pinoa puristettaessa kennoa kokoonpantaessa, eikä myöskään komponenttiosien siirtymi-10 selle kennon käytön aikana.

US-patenttijulkaisusta 2 590 242 tunnetaan komponenttiosien anentaminen tukitankoihin tavalla, joka vastaa aikaisemman vaatimuksen 1 määrittelemää tapaa, mutta viite julkaisusta ei tunneta komponenttiosien asentamista tu-15 kitankoihin vuorottaisella tavalla, johon viimeksi mainittuun tapaan liittyy mekrittäviä etuja. Komponenttiosien vuorottainen järjestely tarjoaa merkittävän edun ei-vuo-rottaiseen järjesteltyyn verrattuna, koska vierekkäin olevien osien välinen kitka tekee äärettömän vaikeaksi siir-20 tämisen paikaltana tukitangolle: komponenttiosien siirtä minen paikaltaan edellyttää, että vierekkäin olevien kopo-nenttiosien on käännyttävä vastakkaisten tukitankojen ympäri, jota kääntymistä estää vierekkäin oleiven osien välinen kitka. Komponenttiosien siirtyminen on paljon hel-25 pompaa, kun ne on järjestetty vuorottaisesti, koska yhden komponenttiosan siirtyminen vierekkäiseen komponenttiosaan nähden ei ole estetty osien välisellä laitteella, vaan osat voivat kääntyä saman tukitangon ympäri.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista 30 se mitä on sanottu oheistetun patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisen ratkaisun edullisia suoritusmuotoja on esitetty patenttivaatimuksissa 2-9.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä suodatinpuristin-tyyppisen rakenteen komponenttiosien kokoonpanoa varten, 35 komponenttiosat asetetaan vaivattomasti haluttuun asentoon toistensa suhteen painettaessa rakennetta kokoon, jolloin

II

7 82267 komponenttiosat eivät ole helposti siirtyviä toistensa suhteen kennorakenteen käytön aikana; rakenteen komponenttiosat ovat kuitenkin helposti poistettavissa rakenteesta. Kokoonpanomenetelmä voidaan toteuttaa asettamalla ensin 5 komponenttiosien leuka vuorottaisesti tukirakenteen ensimmäiseen tukitankoon ja toiseen tukitankoon.

Keksintöä selostetaan seuraavassa suodatinpuristin-tyyppisen elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpanoon viitaten.

10 Tukirakenne, johon elektrolyysikennon komponentti- osat liitetään, käsittää tukitankoparin, näiden tukitan-kojen ollessa yleensä asetettuina pääasiassa vaakasuoraan ja yleensä toistensa suuntaisesti. Tukitangot voidaan asettaa tukilevyjen muodostaman parin väliin niiden kan-15 nattamina. On suositeltavaa, että tukitangot sijaitsevat tasossa, joka on pääasiassa vaakasuora, ja on myös suotavaa, että tukitangot ovat poikkileikkaukseltaan pyöreitä, koska tämä auttaa kennon komponenttiosien kokoonpanoa, erityisesti kun komponenttiosan yhtä leukaa kierretään 20 yhden tukitangon ympäri. Tukitangot voivat olla metallia ja siten sähköä johtavia tai ne voivat olla muuta ainetta kuin metallia ja sähköä johtamattomia, tai tukitankojen pinnat voidaan päällystää sähköä johtamattomasta materiaalista tehdyllä kerroksella. Voi olla kriittisen tärkeää, 25 ovatko tukirakenteen tukitangot sähköä johtavia vai ei. On selvästi vältettävä elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpanoa siten, että syntyy suora kosketus metalli-elektrodin ja tukirakenteen sähköä johtavan metallisen tukitangon välille.

30 Suodatinpuristintyyppisen elektrolyysikennon kom ponenttiosilla tarkoitetaan anodeja, katodeja ja tiivisteitä tai sähköä eristävästä materiaalista tehtyjä kehys-osia. Elektrolyysikenno voi olla yksinapainen kenno käsittäen erilliset anodit ja katodit, tai se voi olla kak-35 sinapainen kenno sisältäen kaksoiselektrodit, joiden yksi pinta toimii anodina ja toinen pinta katodina.

8 82267

Elektrolyysikennon kaikkien komponenttiosien ei tarvitse olla varustettuna leukaparilla asetusta varten tukirakenteen tukitankoihin, ja elektrolyysikennon rakenteesta riippuu, onko kyseinen komponentti varustettava 5 leukaparilla vai ei. Esimerkiksi tyypiltään ensinmainitussa elektrolyysikennossa elektrodit, jotka voivat olla anodeja tai katodeja tai kaksinapaisia elektrodeja ja joita seuravassa ellei toisin ilmoiteta kutsutaan elektrodeiksi, voidaan asettaa kehystiivisteessä olevaan syvenit) nykseen, jolloin vain nämä kehystiivisteet on varustettava leukaparilla. Vaihtoehtoisesti mainitussa toisentyyppisessä elektrolyysikennossa tiivisteet, jotka voivat olla rakenteeltaan kehysmäisiä tai sisältää anodi- tai katodi-osastona toimivan keskitilan, voidaan asettaa kunkin ano-15 din ja sen vieressä olevan katodin väliin, esimerkiksi kunkin yksinapaisen anodin ja sen vieressä olevan yksinä-paisen katodin tai kaksinapaisen elektrodin kunkin anodin ja sen vieressä olevan kaksinapaisen elektrodin katodin väliin. Tässä tapauksessa tiivisteet ja myös itse elektro-20 dit voidaan varustaa leukaparilla, jolloin kuitenkin tämäntyyppisen elektrolyysikennon suositeltavassa sovellu-tusmuodossa ainakin yksi elektrodin jommallekummalle puolelle asetettu tiiviste ulottuu elektrodin reunan yli vähintään siinä olevien leukojen alueella, niin että elek-25 trolyysikennon kokoonpanon aikana tiivisteen leuat tulevat kosketukseen ainoastaan tukirakenteen tukitankojen kanssa. Ainakin yksi tiiviste voi tässä sovellutuksessa sisältää pinnallaan olevan syvennyksen, johon elektrodi voidaan asettaa, jolloin elektrodin yli leukojen alueella ulottu-30 va tiivisteosa on kosketuksessa tukitankoihin ja muodostaa tarpeellisen sähköisen eristyksen tukitankojen ja elektrodin välillä.

Leukojen muoto elektrolyysikennon komponenttiosissa on kriittisen tärkeä esillä olevan keksinnön mukaisel-35 le kokoonpanomenetelmälle vain yhdessä suhteessa, nimittäin siinä, että kyseiseen komponenttiosaan liittyvän leu-

II

9 82267 kaparin yksi leuka voidaan asettaa tukitankoon vain silloin, kun tämä komponenttiosa on tietyssä kulmassa tuki-tankojen välisen tason suhteen ja muotoiltu siten, että tätä komponenttiosaa voidaan kiertää tukitangon ympäri 5 toisen leuan asettamiseksi toiseen tukitankoon. Tämän toiminnallisen vaatimuksen mukaisesti voi alaan perehtynyt henkilö helposti suunnitella sopivat muodot elektrolyysi-kennon komponenttiosaan liitettäviä leukoja varten.

Esimerkiksi erityisesti silloin, kun tukirakenteen 10 tukitangot ovat poikkileikkaukseltaan pyöreitä, voivat komponenttiosan leuat olla myös poikkileikkaukseltaan ym-pyräsegmentin muotoisia, joka ei ylitä puoliympyrää ollen sopivimmin sitä pienempi. Ympyräsegmentin muotoisten leukojen aukot on asetettu siten komponenttiosaan, että kom-15 ponenttiosan leukaparin ensimmäinen leuka voidaan asettaa ensimmäiseen tukitankoon vain silloin, kun tämä komponenttiosa on asetettuna tiettyyn kulmaan tukitankojen välisen tason suhteen, kun taas leukaparin toinen leuka voidaan asettaa toiseen tukitankoon komponenttiosaa kierrettäessä 20 ensimmäisen tukitangon ympäri. Kiertämisen jälkeen ei selvästikään ole mahdollista irrottaa ensimmäistä leukaa tuki tangosta pelkästään komponenttiosan pystysuoran liikkeen avulla, koska osa ensimmäisestä leuasta ulottuu tukitangon alle.

25 On suositeltavaa, että elektrolyysikennon kompo nenttiosaan liittyvä leukapari asetetaan komponenttiosan vastakkaisiin reunoihin tai niiden läheisyyteen, niin että kokoonpannussa elektrolyysikennossa olevat komponenttiosat on asetettu tukirakenteen tukitankojen väliin.

30 On selvää, että kun elektrolyysikennon komponentti- osat on asetettu tukirakenteen tukitankoihin, estävät tukitangot näiden komponenttiosien siirtymisen alaspäin. Lisäksi, kuten on asianlaite suositeltavassa sovellutusmuo-dossa, kun komponenttiosat on asetettu pääasiassa tukitan-35 kojen väliin, estävät tukitangot myös komponenttiosien sivuttaisen tai vaakasuoran siirtymän. Keksintö tarjoaa 10 82267 myös tärkeän lisäedun. Koska elektrolyysikennon komponenttiosa voidaan asettaa tukirakenteeseen asettamalla komponenttiosan yksi leuka ensimmäiseen tukitankoon vain silloin, kun tämä komponenttiosa on tietyssä kulmassa tuki-5 tankojen välisen tason suhteen, ja koska komponenttiosan toinen leuka voidaan siirtää kosketukseen toisen tukitan-gon kanssa vain kiertämällä komponenttiosaa ensimmäisen tukitangon ympäri, estetään tukitankoon asetetun komponenttiosan pystysuora siirtyminen, koska on mahdotonta 10 irrottaa leukoja kosketuksesta tukitankojen kanssa komponenttiosan pystysuoran liikkeen avulla.

Keksinnön eräässä toisessa suositeltavassa sovel-lutusmuodossa elektrodi asetetaan sähköä eristävästä materiaalista tehtyjen tiivisteiden väliin, ja tässä tapauk-15 sessa komponenttiosan voidaan katsoa muodostavan tiiviste-elektrodi-tiivisteen käsittävän "voileipärakenteen". On suositeltavaa, että tämän tiiviste-elektrodi-tiivistera-kenteen komponenttiosat asetetaan vuorotellen tukitankoihin kuvatunlaisella tavalla.

20 Tiivisteet ja elektrodit voivat sisältää joukon toisistaan etäisyyden päässä olevia ulkonemia ja syvennyksiä pinnallaan, näiden ulkonemien ja syvennyksien toimiessa yhdessä ja kiinnittäessä tiivisteet paikoilleen suhteessa elektrodiin.

25 Elektrolyysikenno voi sisältää erottimen asetettuna kunkin anodin ja sen vieressä olevan katodin eli kunkin erillisen anodin ja katodin tai kaksinapaisen elektrodin kunkin anodin ja sen vieressä olevan katodin väliin, jolloin kenno jaetaan useisiin erillisiin anodi- ja katodi-30 osastoihin. Erottimena voi toimia huokoinen hydraulisesti läpäisevä välikalvo tai pääasiassa hydraulisesti läpäisemätön ioninvaihtokalvo. Elektrolyysikennon kokoonpanon aikana erotin voidaan kiinnittää tiivisteeseen sopivalla tavalla, esimerkiksi liimaa käyttäen. Kokoonpannussa 35 elektrolyysikennossa erotin voidaan asettaa vierekkäisten tiivisteiden väliin ja pitää paikoillaan puristusvoimien

II

11 82267 avulla, joita käytetään elektrolyysikennon kokoonpanon loppuvaiheissa.

Elektrolyysikennon kokoonpano täydennetään asettamalla päätelevyt elektrolyysikennon komponenttiosien muo-5 dostaman pinon kumpaankin päähän ja puristamalla pinoa sopivalla tavalla. Päätelevyt voidaan esimerkiksi asettaa sidetankoihin ja pinoa puristaa näiden päätelevyjen välissä.

Elektrolyysikennon tiivisteet on tehty sähköä eris-10 tävästä materiaalista. On suotavaa, että tiivisteet ovat joustavia ja sopivimmin myös taipuisia vuototiiviiden tiivistysten aikaansaamiseksi elektrolyysikennossa.

Tiivisteet on tehty sopivimmin orgaanisesta polymeerimateriaalista, esimerkiksi polyolefiinista, kuten 15 polyetyleenistä tai polypropyleenistä; hiilivetyelastomee-ristä, kuten etyleenipropyleenikopolymeeriin perustuvasta elastomeeristä, etyleeni-propyleeni-dieenikopolymeeristä, luonnonkumista tai styreenibutadieenikumista; tai klooratusta hiilivedystä, kuten polyvinyylikloridista tai poly-20 vinyylideenikloridista. On erityisen edullista, että tii- vistemateriaali kestää kemiallisesti elektrolyysikennossa olevien nesteiden vaikutusta, ja silloin kun kennoa on määrä käyttää vesipitoisen alkalimetallikloridiliuoksen elektrolyysiin, voi tiivistemateriaalina olla fluoroitu 25 polymeerimateriaali, esimerkiksi polytetrafluorietyleeni, polyvinyylifluoridi, polyvinyylideenifluoridi, fluoroitu etyleeni-propyleeni kopolymeeri, tai tiiviste voi käsittää aluskerroksen, jonka ulkopinta on tehty tällaisesta fluoroidusta polymeerimateriaalista, tai tiiviste voi kä-30 sittää myös orgaanisen polymeerimateriaalin sisältäen täl laista fluoroitua polymeeristä materiaalia täyteaineena.

Kun elektrolyysikenno sisältää huokoisen välikal-von muodossa olevan erottimen, riippuvat tämän välikalvon ominaisuudet kennossa elektrolysoitavan elektrolyytin 35 luonteesta. Kalvon olisi kestettävä elektrolyytin sekä elektrolyysituotteiden syövyttävää vaikutusta ja kun ai- i2 82267 kalimetallikloridin vesipitoista liuosta on tarkoitus elektrolysoida, tämä kalvo on sopivimmin tehty fluoria sisältävästä polymeerimateriaalista, jotka kestävät yleensä elektrolyysin yhteydessä syntyvän kloorin ja alkalime-5 tallihydroksidin vaikutusta. Tämä huokoinen välikalvo on tehty sopivimmin polytetrafluorietyleenistä, vaikka muitakin materiaaleja, kuten tetrafluorietyleeniä, heksa-fluoripropyleenikopolymerejä ja fluoroituja etyleenipro-pyleenikopolymeerejä voidaan myös käyttää.

10 Sopivia huokoisia välikalvoja on selostettu esimer kiksi UK-patenttijulkaisussa n:o 1503915, kyseisen huokoisen välikalvon ollessa valmistettu polytetrafluorietyleenistä ja sisältäen solmukohtien muodostaman mikrorakenteen fibrillien liittäessä nämä solmukohdat toisiinsa, ja 15 UK-patenttijulkaisussa n:o 1081046, jossa selostetaan huokoinen välikalvo valmistettuna erityisen täyteaineen uuttamisen avulla polytetrafluorietyleenilevystä. Muitakin sopivia huokoisia välikalvoja on selostettu alan kirjallisuudessa.

20 Kationinvaihtokalvoa käytettäessä erottimena elek- trolyysikennossa tämän kalvon ominaisuudet ovat myös riippuvaisia kennossa elektrolysoitavan elektrolyytin luonteesta. Kalvon tulisi kestää elektrolyytin ja elektrolyy-situotteiden syövyttävää vaikutusta, ja alkalimetalliklo-25 ridin vesipitoista liuosta elektrolysoitaessa kalvo on sopivimmin tehty fluoria sisältävästä polymeerimateriaalista, joka käsittää kationinvaihtoryhmiä, kuten esimerkiksi sulfoni-, karboni- tai fosfonihapporyhmiä tai niiden johdannaisia, tai kahden tai useamman tällaisen ryh-30 män seoksen.

Sopivia kationinvaihtokalvoja on selostettu esimerkiksi UK-patenttijulkaisuissa n:ot 1184321, 1402920, 14066673, 1455070, 1497748, 1497749, 1518387 ja 1531068.

Elektrolyysikennossa oleva elektrodi tehdään taval-35 lisesti metallista tai metalliseoksesta, jonka ominaisuu-

II

i3 82267 det riippuvat siitä, käytetäänkö elektrodia anodina vai katodina sekä elektrolyysikennossa elektrolysoitavan elektrolyytin luonteesta.

Kun vesipitoista alkalimetallikloridiliuosta on 5 määrä elektrolysoida ja elektrodia on tarkoitus käyttää anodina, on tämä elektrodi sopivinta tehdä kalvomaisesta metallista tai sen seoksesta, kuten esimerkiksi sirkoniu-mista, niobiumista, volframista tai tantaalista, edullisimmin kuitenkin titaanista, ja anodin pinta on sopivim-10 min päällystetty sähköä johtavalla sähkökatalyyttisesti aktiivisella materiaalilla. Päällyste voi käsittää yhden tai useamman platinaryhmän metallin, siis platinaa, rodiu-mia, iridiumia, ruteenia, osmiumia tai palladiumia ja/tai yhden tai useamman tällaisen metallin oksidia. Platina-15 ryhmän metallin ja/tai sen oksidin muodostama päällyste-materiaali voidaan sekoittaa yhteen tai useampaan ei-jalo-metallioksidiin, kuten titaanidioksidiin, esimerkiksi oksidien kiinteän liuoksen muodossa.

Sähköä johtavan sähkökatalyyttisesti aktiivisen ma-20 teriaalin käyttö anodipäällysteinä vesipitoisen alkali- metallikloridiliuoksen elektrolyysiä varten tarkoitetussa elektrolyysikennossa sekä menetelmät tällaisten päällysteiden levittämiseksi ovat alalla hyvin tunnettuja asioita.

25 Kun vesipitoista alkalimetallikloridiliuosta on määrä elektrolysoida ja elektrodia on tarkoitus käyttää katodina, tehdään elektrodi sopivimmin raudasta tai teräksestä tai muusta sopivasta materiaalista, kuten nikkelistä. Katodi voidaan päällystää materiaalilla, jonka tar-30 koituksena on vähentää vedyn ylijännitettä elektrolyysin yhteydessä.

Elektrodi voi ainakin osittain olla varustettu foramiinipinnalla, joka voi olla rei'itetyn levyn muodossa, tai elektrodin pinta tai pinnat voivat olla verkkomai-35 siä, esimerkiksi kudosverkosta tehtyjä, tai pinta voi kä- i4 82267 sittää joukon etäisyyden päässä toisistaan olevia pitkän omaisia osaelimiä, kuten useita kaistaleita, jotka ovat yleensä yhdensuuntaisia ja asetettuina pystysuoraan elek-trolyysikennossa.

5 Elektrolyysikennon sisältämät anodiosastot varus tetaan laitteella elektrolyytin syöttämiseksi näihin osastoihin, sopivimmin yhteisestä kokoojasäiliöstä, ja laitteella elektrolyysituotteiden poistamiseksi näistä osastoista. Samalla tavoin kennon katodiosastot varustetaan 10 laitteella elektrolyysituotteiden poistamiseksi niistä ja vaihtoehtoisesti myös laitteella veden tai muun nesteen syöttämiseksi näihin osastoihin, sopivimmin yhteisestä kokoojasäiliöstä.

Jos kennoa on esimerkiksi tarkoitus käyttää vesi-15 pitoisen alkalimetallikloridin elektrolyysiin, varuste taan kennon anodiosastot laitteella tämän vesipitoisen alkalimetallikloridiliuoksen syöttämiseksi kennon anodi-osastoihin sekä laitteella kloorin ja jätteenä olevan vesipitoisen alkalimetallikloridiliuoksen poistamiseksi 20 näistä anodiosastoista, ja kennon katodiosastot varustetaan laitteella vedyn ja alkalimetallihydroksidia sisältävän kennonesteen poistamiseksi näistä katodiosastoista sekä vaihtoehtoisesti ja tarpeen vaatiessa laitteella veden tai laimennetun alkalimetallihydroksidiliuoksen syöt-25 tämiseksi katodiosastoihin.

Elektrolyysikennossa olevat yksittäiset anodiosastot varustetaan laitteella elektrolyytin syöttämiseksi näihin osastoihin, sopivimmin yhteisestä kokoojasäiliöstä, ja laitteella elektrolyysituotteiden poistamiseksi 30 näistä osastoista. Samalla tavoin voidaan kennon yksittäi set katodiosastot varustaa laitteella elektrolyysituotteiden poistamiseksi näistä osastoista ja vaihtoehtoisesti laitteella veden tai muun nesteen syöttämiseksi näihin osastoihin, sopivimmin yhteisestä kokoojasäiliöstä.

35 Vaikka onkin mahdollista käyttää elektrolyyttiä syöttävinä ja elektrolyysituotteita poistavina laitteina

II

is 82267 erillisiä putkia, jotka johtavat vastaaviin anodi- ja ka-todiosastoihin kennossa ja niistä pois, on tällainen järjestely tarpeettoman monimutkainen ja vaivalloinen erityisesti suodatinpuristintyyppisen elektrolyysikennon yhtey-5 dessä, joka voi käsittää suuren määrän tällaisia osastoja. Elektrolyysikennon suositeltavassa tyypissä tiivisteet, ja vaihtoehtoisesti myös elektrodit, sisältävät joukon aukkoja, jotka muodostavat yhdessä kennon pituussuuntaiset osastot ja joiden kautta elektrolyyttiä voidaan syöttää 10 kennoon, esimerkiksi kennon anodiosastoihin, ja elektro-lyysituotteet voidaan poistaa kennosta, esimerkiksi kennon anodi- ja katodiosastoista. Nämä kennon pituussuuntaiset osastot voivat olla yhteydessä kennon anodi- ja katodi-osastojen kanssa elektrodeissa, esimerkiksi elektrodien 15 pinnoissa, tai tiivisteissä, esimerkiksi tiivisteiden pinnoissa, olevien tai tiivisteiden seinien läpi kulkevien kanavien välityksellä.

Kun elektrolyysikenno sisältää hydraulisesti läpäisevät välikalvot, voi kenno olla varustettuna kahdella 20 tai kolmella aukolla, jotka rajoittavat kaksi tai kolme kennon pituussuuntaista osastoa, joiden kautta elektrolyyttiä voidaan syöttää kennon anodiosastoihin ja elektro-lyysituotteet poistaa kennon anodi- ja katodiosastoista.

Elektrolyysikennon sisältäessä kationeja valinnai-25 sesti läpäisevät kalvot, voi kenno olla varustettu neljällä aukolla, jotka rajoittavat neljä osastoa kennon pituussuunnassa, jolloin elektrolyyttiä ja vettä tai muuta nestettä voidaan syöttää näiden osastojen kautta vastaavalla tavalla kennon anodi- ja katodiosastoihin ja joiden osas-30 tojen kautta elektrolyysituotteet voidaan poistaa kennon anodi- ja katodiosastoista.

Vaikka keksinnön mukaisen menetelmän mukaisesti kokoonpantua elektrolyysikennoa voidaan käyttää useiden erilaisten elektrolyyttien elektrolyysiin, se sopii erityisen 35 hyvin käytettäväksi vesipitoisen alkalimetallihydroksidi-liuoksen elektrolyysiin kloori- ja alkalimetallihydroksi- ie 82267 din, erityisesti kloori- ja natriumhydroksidin valmistamista varten. Kun tällainen liuos elektrolysoidaan väli-kalvotyyppisessä elektrolyysikennossa, syötetään liuos kennon anodiosastoihin, elektrolyysin yhteydessä syntynyt 5 kloori poistetaan kennon anodiosastoista, alkalimetalli- kloridiliuos kulkee välikalvojen läpi ja elektrolyysin yhteydessä syntynyt vety ja alkalimetallihydroksidi poistetaan katodiosastoista, alkalimetallihydroksidin tullessa poistetuksi alkalimetallikloridin vesipitoisen liuok-10 sen ja alkalimetallihydroksidin muodossa.

Kun vesipitoinen alkalimetallikloridiliuos elektrolysoidaan kalvotyyppisessä elektrolyysikennossa, joka sisältää kationeja valinnaisesti läpäisevän kalvon, kyseinen liuos syötetään kennon anodiosastoihin ja elektrolyy-15 sin aikana syntynyt kloori sekä jätteeksi saatu alkalime tallikloridiliuos poistetaan anodiosastoista, alkalime-talli-ionit siirretään kalvon poikki kennon katodiosastoi-hin, joihin syötetään vettä tai laimennettua alkalimetal-lihydroksidiliuosta, ja alkalimetalli-ionien sekä veden 20 välisen reaktion yhteydessä syntynyt vety ja alkalimetal- lihydroksidiliuos poistetaan kennon katodiosastoista.

Keksintöä selostetaan seuraavassa sen erään suositeltavan sovellutusmuodon avulla oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa: 25 Kuvio 1 esittää pystykuvantoa elektrolyysikennoa varten tarkoitetusta anodista;

Kuvio 2 esittää pystykuvantoa kuvion 1 mukaiseen anodiin kiinnitettäväksi tarkoitetusta ensimmäisestä tiivisteestä; 30 Kuvio 3 esittää pystykuvantoa kuvion 1 mukaiseen anodiin kiinnitettäväksi tarkoitetusta toisesta tiivisteestä;

Kuvio 4 esittää pystykuvantoa elektrolyysikennoa varten tarkoitetusta katodista; 35 Kuvio 5 esittää pystykuvantoa kuvion 4 mukaiseen katodiin kiinnitettäväksi tarkoitetusta ensimmäisestä tii- 17 82267 visteestä;

Kuvio 6 esittää pystykuvantoa kuvion 4 mukaiseen katodiin kiinnitettäväksi tarkoitetusta toisesta tiivisteestä ; j a 5 Kuvio 7 esittää isometristä osiin hajotettua ku- vantoa kennon osasta näyttäen elektrolyysikennon komponenttiosien kokoonpanomenetelmän.

Kuvioon 1 viitaten anodi 1, joka on tehty titaanista, käsittää kehysmäisen osan 2 rajoittaen keskiaukon 10 3, joka on silloitettu useilla toisistaan etäisyyden pää hän asetetuilla yhdensuuntaisilla kaistaleilla 4, näiden kaistaleiden ollessa siirrettyinä kehysmäisen osan 2 tasosta ja sen suuntaisia sekä siirrettyinä kehysmäisen osan 2 tason molemmille puolille. Anodi 1 käsittää neljä aukkoa 15 5, 6, 7 ja 8, jotka muodostavat elektrolyysikennossa osan kokoojasäiliöistä, joiden kautta vastaavalla tavalla elektrolyyttiä syötetään elektrolyysikennon anodiosastoihin, elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodiosastoista, vettä tai muuta nestettä syötetään kennon katodiosastoihin 20 ja elektrolyysituotteet poistetaan kennon katodiosastois-ta. Keskiaukko 3 on liitetty aukkoon 5, ja siten kokooja-säiliöön, jonka kautta elektrolyyttiä syötetään kennon anodiosastoihin kehysmäisen osan 2 seinässä olevan portti-laitteen 9 kautta, ja keskiaukko 2 on liitetty aukkoon 6, 25 ja siten kokoojasäiliöön, jonka kautta elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodiosastoista kehysmäisen osan 2 seinässä olevan porttilaitteen 10 välityksellä. Anodi 1 käsittää kaksi lisäaukkoa 11 ja 12, jotka muodostavat elektrolyysikennossa osan kennon anodi- ja vastaavasti 30 katodiosastoihin yhteydessä olevista tasapainottavista kokoojasäiliöistä. Aukko 11 ja siten se tasapainottava kokoojasäiliö, josta aukko 11 muodostaa osan, on liitetty kehysmäisen osan 2 seinässä olevan porttilaitteen 13 välityksellä keskiaukkoon 3 ja siten kennon anodiosastoihin. 35 Anodi 1 sisältää myös leuan 14 asetettuna anodin 1 yhteen reunaan ja leuan 15 asetettuna anodin 1 toiseen reunaan.

is 82267

Leuat 14, 15 muodostavat ympyräsegmentit, leuan 14 muodostaman segmentin ollessa suurempi kuin leuan 15 muodostama segmentti. Kumpikin leuoista 14 ja 15 on varustettu suoja-kerroksella 16 ja vastaavasti 17, jotka on tehty polytet-5 rafluorietyleenistä ja jotka eristävät anodin tukirakenteen tukitangoista kennon käytön aikana auttaen myös anodin siirtämistä tukitangoille kennon kokoonpanon lopullisissa vaiheissa. Anodin 1 täydentää ulkonema 18, johon on kiinnitetty pulteilla kupariosa 19, jonka kautta käytettä-10 vä sähkövirta syötetään anodiin 1.

Kuvioon 2 viitaten sähköä eristävästä elastomeeri-materiaalista tehty tiiviste 20 käsittää keskiaukon 22 ja neljä aukkoa 23, 24, 25 ja 26 rajoittavan kehysmäisen osan 21, näiden aukkojen muodostaessa elektrolyysikennos-15 sa osan kokoojasäiliöistä, joiden kautta vastaavalla tavalla syötetään elektrolyyttiä elektrolyysikennon anodi-osastoihin, elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodi-osastoista, vettä tai muuta nestettä syötetään kennon ka-todiosastoihin ja elektrolyysituotteet poistetaan kennon 20 katodiosastoista. Keskiaukko 22 on liitetty aukkoon 23 ja siten kokoojasäiliöön, jonka kautta elektrolyyttiä syötetään kennon anodiosastoihin kehysmäisen osan 21 seinässä olevan syvennyksen 27 kautta, keskiaukon 22 ollessa myös liitettynä aukkoon 24 ja siten kokoojasäiliöön, jonka 25 kautta elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodiosas-toista kehysmäisen osan 21 seinässä olevan syvennyksen 28 kautta. Tiiviste 20 sisältää kaksi lisäaukkoa 29, 30, jotka muodostavat elektrolyysikennossa kennon anodi- ja vastaavasti katodiosastoihin yhteydessä olevien tasapainotta-30 vien kokoojasäiliöiden osan. Aukko 29 ja siten tasapainottava säiliö, josta aukko 29 muodostaa osan, on liitetty kehysmäisen osan 21 seinässä olevan syvennyksen 31 välityksellä keskiaukkoon 22 ja siten kennon anodiosastoihin. Tiiviste 20 sisältää myös leuan 32 asetettuna tiivisteen 35 20 yhteen reunaan ja leuan 33 asetettuna tiivisteen 20 vastakkaiseen reunaan. Leuat 32, 33 muodostavat ympyräseg- i9 82267 mentit, leuan 32 muodostaman segmentin ollessa leuan 33 muodostamaa segmenttiä suurempi. Kummatkin leuat 32 ja 33 on varustettu vastaavalla tavalla polytetrafluorietylee-nlstä tehdyllä suojakerroksella 34, 35.

5 Kuvioon 3 viitaten sähköä eristävästä elastomeeri- sestä materiaalista tehty tiiviste 40 käsittää kehysmäi-sen osan 41, joka rajoittaa keskiaukon 42 ja neljä muuta aukkoa 43, 44, 45 ja 46, jotka muodostavat elektrolyysi-kennossa osan kokoojasäiliöistä, joiden kautta elektro-10 lyyttiä syötetään vastaavalla tavalla elektrolyysikennon anodiosastöihin, elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodiosastoista, vettä tai muuta nestettä syötetään kennon katodiosastoihin ja elektrolyysituotteet poistetaan kennon katodiosastoista. Tiiviste 40 sisältää kaksi lisä-15 aukkoa 47, 48, jotka muodostavat elektrolyysikennossa kennon anodi- ja vastaavasti katodiosastoihin yhteydessä olevien tasapainottavien kokoojasäiliöiden osan. Tiiviste 40 sisältää myös leuan 49 asetettuna tiivisteen 40 yhteen reunaan ja tiivisteen 40 vastakkaiseen reunaan asetetun 20 leuan 50. Leuat 49, 50 muodostavat ympyräsegmentit, leuan 49 muodostaman segmentin ollessa leuan 50 muodostamaa segmenttiä suurempi. Kumpikin leuka 49, 50 on varustettu vastaavasti polytetrafluorietyleenistä tehdyllä suojakerroksella 51, 52. Tiivisteen 40 täydentävät pystysuuntaiset 25 huulet 53, 54, 55, 56, 57, 58 asetettuina aukkojen 5, 46, 43, 44, 47 ja vastaavasti 48 ympärille, näiden huulien korkeuden tiivisteen 40 tasosta ollessa hieman anodin 1 paksuutta suuremman.

Anodi 1, tiiviste 20 ja tiiviste 40 kootaan yhteen 30 asettamalla anodin 1 pinta kosketukseen tiivisteen 20 kanssa porttilaitteiden 9, 10 ja 13 ollessa asetettuina tiivisteen 20 syvennyksiin 27, 28 ja vastaavasti 31. Tiiviste 40 asetetaan sitten kosketukseen anodin 1 toisen pinnan kanssa, pystysuuntaisten huulien 53, 54, 55, 56, 57 35 ja 58 ollessa asetettuina aukkoihin 7, 8, 5, 6, 11 ja vastaavasti 12 huulien ollessa kosketuksessa tiivisteen 20 2o 82267 pinnan kanssa anodin 1 vastakkaisella puolella muodostaen siten sähköä eristävää materiaalia käsittävän kerroksen aukkojen 7, 8, 5, 6, 11 ja 12 ympärille.

Tiivisteiden 20, 40 asettamiseksi paikoilleen ja 5 pitämiseksi paikoillaan suhteessa anodiin 1 voivat sekä tiivisteet että anodi sisältää joukon pinnoillaan olevia ulkonemia ja syvennyksiä, jotka sopivat toistensa kanssa yhteen. Yksinkertaisuuden vuoksi ei näitä ulkonemia ja syvennyksiä ole piirustuksissa esitetty.

10 Kuvioon 4 viitaten nikkelistä tehty katodi 60 kä sittää kehysmäisen osan 61 rajoittaen keskiaukon 62, jonka silloittaa joukko etäisyyden päässä toisistaan olevia keskenään yhdensuuntaisia kaistaleita 63, jotka on asetettu syrjään kehysmäisen osan 61 tasosta sen suuntaisesti, syr-15 jäänasetuksen tapahtuessa kehysmäisen osan 61 tason molemmille puolille. Katodi 60 käsittää neljä aukkoa 64, 65, 66 ja 67, jotka muodostavat elektrolyysikennossa osan kokoo-jasäiliöistä, joiden kautta vastaavalla tavalla elektrolyyttiä syötetään elektrolyysikennon anodiosastoihin, 20 elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodiosastoista, vettä tai muuta nestettä syötetään kennon katodiosastoihin ja elektrolyysituotteet poistetaan kennon katodiosastois-ta. Keskiaukko 62 on liitetty aukkoon 66 ja siten kokooja-säiliöön, jonka kautta vettä tai muuta nestettä syötetään 25 kennon katodiosastoihin kehysmäisen osan 61 seinässä olevan porttilaitteen 68 kautta, keskiaukon 62 ollessa liitettynä myös aukkoon 67 ja siten kokoojasäiliöön, jonka kautta elektrolyysituotteet poistetaan kennon katodiosas-toista kehysmäisen osan 61 seinässä olevan porttilaitteen 30 69 välityksellä. Katodi 60 käsittää kaksi lisäaukkoa 70, 71, jotka muodostavat elektrolyysikennossa osan kennon anodi- ja vastaavasti katodiosastojen kanssa yhteydessä olevista tasapainottavista kokoojasäiliöistä. Aukko 70 ja siten tasapainottava kokoojasäiliö, josta aukko 70 muodos-35 taa osan, on liitetty keskiaukkoon 62 kehysmäisen osan 61 seinässä olevan porttilaitteen 72 välityksellä ja siten

II

2i 82267 kennon katodiosastoihin. Katodi 60 sisältää myös leuan 73 asetettuna katodin 60 yhteen reunaan ja katodin 60 vastakkaiseen reunaan asetetun leuan 74. Leuat 73, 74 muodostavat ympyräsegmentit, leuan 73 muodostaman segmentin olles-5 sa leuan 74 muodostamaa segmenttiä suurempi. Kumpikin leuka 73, 74 on varustettu suojakerroksella 75, 76 tehtynä vastaavasti polytetrafluorietyleenistä ja eristäen katodin tukirakenteen tukitangoista kennon käytön aikana sekä auttaen katodin siirtämistä tukitangoille kennon lopullisen 10 kokoonpanon aikana. Katodin 60 täydentää ulkonema 77, johon on kiinnitetty pulteilla kupariosa 78, jonka välityksellä käyttösähkövirta syötetään katodiin 60.

Kuvioon 5 viitaten sähköä eristävästä elastomeeri-materiaalista tehty tiiviste 80 käsittää kehysmäisen osan 15 81, joka rajoittaa keskiaukon 82 ja neljä muuta aukkoa 83, 84, 85 ja 86, näiden aukkojen muodostaessa elektrolyysi-kennossa osan kokoojasäiliöistä, joiden kautta elektrolyyttiä syötetään elektrolyysikennon anodiosastöihin, elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodiosastoista, 20 vettä tai muuta nestettä syötetään kennon katodiosastoi-hin ja elektrolyysituotteet poistetaan kennon katodiosas-toista. Keskiaukko 82 on liitetty aukkoon 85 ja siten ko-koojasäiliöön, jonka kautta nestettä syötetään kennon ka-todiosastoihin kehysmäisen osan 81 seinässä olevan syven-25 nyksen 87 kautta, keskiaukon 82 ollessa liitettynä myös aukkoon 86 ja siten kokoojasäiliöön, jonka kautta elektro-lyysituotteet poistetaan kennon katodiosastoista kehysmäisen osan 81 seinässä olevan syvennyksen 88 välityksellä. Tiiviste 80 sisältää kaksi lisäaukkoa 89, 90, jotka 30 muodostavat elektrolyysikennossa osan kennon anodi- ja vastaavasti katodiosastojen kanssa yhteydessä olevista tasapainottavista kokoojasäiliöistä. Aukko 89 ja siten kokoojasäiliö, josta aukko 89 muodostaa osan, on liitetty kehysmäisen osan 81 seinässä olevan syvennyksen 91 väli-35 tyksellä keskiaukkoon 82 ja siten kennon katodiosastoihin. Tiiviste 80 sisältää myös leuan 92 asetettuna tiivisteen 22 82267 80 yhteen reunaan ja tiivisteen 80 vastakkaiseen reunaan asetetun leuan 93. Leuat 92, 93 muodostavat ympyräsegmen-tit, leuan 92 muodostaman segmentin ollessa leuan 93 muodostamaa segmenttiä suurempi. Kumpikin leuka 92, 93 on va-5 rustettu vastaavalla tavalla polytetrafluorietyleenistä tehdyllä suojakerroksella 94, 95.

Kuvioon 6 viitaten käsittää sähköä eristävästä elastomeerimateriaalista tehty tiiviste 100 kehysmäisen osan 101, joka rajoittaa keskiaukon 102 ja neljä muuta 10 aukkoa 103, 104, 105 ja 106, jotka muodostavat elektro-lyysikennossa osan kokoojasäiliöistä, joiden kautta vastaava elektrolyytti syötetään elektrolyysikennon anodi-osastoihin, elektrolyysituotteet poistetaan kennon anodi-osastoista, vettä tai muuta nestettä syötetään kennon ka-15 todiosastoihin ja elektrolyysituotteet poistetaan kennon katodiosastoista. Tiiviste 100 käsittää kaksi lisäaukkoa 107, 108, jotka muodostavat elektrolyysikennossa osan kennon katodi- ja anodiosastojen kanssa yhteydessä olevista tasapainottavista kokooj asäiliöistä.

20 Tiiviste 100 sisältää myös leuan 109 asetettuna tiivisteen 100 yhteen reunaan ja tiivisteen 100 vastakkaiseen reunaan asetetulla leualla 110. Leuat 109, 110 muodostavat ympyräsegmentit, leuan 109 muodostaman segmentin ollessa leuan 110 muodostamaa segmenttiä suurempi. Kumpi-25 kin leuka 109, 110 on varustettu suojakerroksella 111, 112, joka on tehty myös polytetrafluorietyleenistä. Tiivisteen täydentävät pystysuuntaiset huulet 113, 114, 115, 116, 117 ja 118, jotka on asetettu aukkojen 103, 104, 105, 106, 107 ja vastaavasti 108 ympärille, näiden huulien kor-30 keuden tiivisteen tasosta lukien ollessa hieman katodin 60 paksuutta suuremman.

Katodi 60, tiiviste 80 ja tiiviste 100 kootaan yhteen asettamalla katodin 60 pinta kosketukseen tiivisteen 80 kanssa, porttilaitteiden 68, 69 ja 72 ollessa asetet-35 tuina tiivisteen 80 syvennyksiin 87, 88 ja 91. Tiiviste 100 asetetaan sitten kosketukseen katodin 60 toisen pin- 23 82267 nan kanssa pystysuuntaisten huulien 113, 114, 115, 116, 117 ja 118 ollessa asetettuina vastaavasti aukkoihin 64, 65, 66, 67, 70 ja 71 huulien ollessa kosketuksessa tiivisteen 80 pinnan kanssa anodin 1 vastakkaisella puolella 5 muodostaen siten sähköä eristävästä materiaalista tehdyn kerroksen aukkojen 64, 65, 66, 67, 70 ja 71 ympärille.

Tiivisteiden 80, 100 asettamiseksi paikoilleen ja pitämiseksi paikoillaan katodin 60 suhteen, voivat sekä tiivisteet että katodi sisältää joukon pinnoillaan olevia 10 ulkonemia ja syvennyksiä, jotka sopivat yhteen toistensa kanssa. Yksinkertaisuuden vuoksi näitä ulkonemia ja syvennyksiä ei ole esitetty.

Seuraavassa selostetaan elekrolyysikennon kokoonpanoa kuvioon 7 viitaten.

15 Elektrolyysikennon komponenttiosat kootaan yhteen tukirakenteessa, joka käsittää kaksi yhdensuuntaista ja vaakasuoraan asetettua tukitankoa 120, 121 asetettuina päätetukilevyihin (eivät näy). Katodikomponentti 122 sisältäen katodin ja sen molemmille puolille asetetun tii-20 visteparin kuvioiden 4-6 esittämällä tavalla, asetetaan tukirakenteeseen asettamalla leuka 123 tankoon 120 kato-dikomponentin ollessa tietyssä kaltevuuskulmassa tukitan-kojen 120, 121 välisen vaakasuoran tason suhteen ja kiin-tämällä katodikomponenttia 122 tangon 120 ympäri, kunnes 25 katodikomponentin 122 leuka 124 on asetettu tankoon 121. Katodikomponentin 122 ollessa paikoillaan tangoissa 120, 121, ulottuu leuan 123 alaosa tangon 120 alle estäen siten katodikomponentin pystysuoran irtaantumisen kosketuksesta tukitankojen 120, 121 kanssa.

30 Anodikomponentti 130, joka käsittää anodin ja sen molemmille puolille asetetun tiivisteparin kuvioiden 1-3 mukaisella tavalla, asetetaan tukirakenteeseen asettamalla leuka 131 tankoon 121 anodikomponentin ollessa tietyssä kaltevuuskulmassa tukitankojen 120, 121 välisen vaaka-35 suoran tason suhteen ja kääntämällä anodikomponenttia 130 tangon 121 ympäri, kunnes anodikomponentin 130 leuka 132 24 82267 on asetettu tankoon 120. Anodikomponentin 130 ollessa asetettuna tankoihin 120, 121, ulottuu leuan 131 alaosa tangon 121 alle estäen siten anodikomponentin 130 pystysuoran irrottamisen kosketuksesta tukitankojen 120, 121 kanssa.

5 Lisäkatodikomponentti 140 asetetaan tukitankoihin 120, 121 samalla tavoin kuin katodikomponentti 122 asetettiin tukitankoihin. Kalvon muodossa oleva kationinvaihto-kalvo kiinnitetään esimerkiksi sideaineen avulla kummankin katodikomponentin 122 ja 140 ja anodikomponentin 130 yhden 10 tiivisteen kehysmäiseen osaan, niin että kationinvaihto-kalvo tulee asetetuksi kunkin anodin ja sen vieressä olevan katodin väliin. Kationinvaihtokalvojen asentoa esittävät katodikomponenteissa 122 ja 140 sekä anodikomponentis-sa 130 olevat katkoviivat. Elektrolyysikennon kokoonpano 15 täydennetään asettamalla haluttu määrä anodi- ja katodi-komponentteja tukitankoihin 120, 121, asettamalla päätele-vyt (eivät näy) tukitankoihin, puristamalla anodi- ja ka-todikomponentit näiden päätelevyjen välissä, liittämällä kokoojasäiliöt, joista katodikomponentissa 122 olevat au-20 kot 125, 126, 127 ja 128 muodostavat osan, vastaavasti kennon anodiosastoihin syötettävän elektrolyytin lähteeseen, laitteeseen elektrolyysituotteiden vastaanottamista varten kennon anodiosastoista, kennon katodiosastoihin syötettävän veden tai muun nesteen lähteeseen sekä lait-25 teeseen elektrolyysituotteiden vastaanottamiseksi kennon katodiosastoista, ja liittämällä kupariosaelimet 129, 133, 141 sähkövirtalähteeseen.

Elektrolyysi kennossa anodiosastot muodostetaan jättämällä tila anodikomponentin molemmille puolille asetet-30 tujen kationinvaihtokalvojen väliin tietty tila, ja kato-diosastot muodostetaan jättämällä tietty tila katodikomponentin molemmille puolille asetettujen kationinvaihtokalvojen väliin.

Seuraavassa selostetaan elektrolyysikennon toimin-35 taa vesipitoisen natriumkloridiliuoksen elektrolyysiin 25 82267 viitaten. Vesipitoista natriumkloridiliuosta syötetään kokoojasäiliöön, josta katodikomponentin 122 aukko 125 muodostaa osan, ja siitä kennon anodiosastoihin, joissa se elektrolysoidaan. Jätteenä oleva natriumkloridiliuos ja 5 elektrolyysin yhteydessä syntynyt kloori kulkevat anodi-osastoista kokoojasäiliöön, josta katodikomponentin 122 aukko 126 muodostaa osan, ja siitä edelleen ulos kennosta.

Vettä syötetään kokoojasäiliöön, josta katodikomponentin 122 aukko 127 muodostaa osan, ja siitä edelleen 10 kennon katodiosastoihin. Katodiosastoissa kationinvaihto-kalvon poikki anodiosastoista siirretyt natriumionit reagoivat veden elektrolyysin synnyttämien hydroksyyli-ionien kanssa, ja muodostunut natriumhydroksidiliuos ja vety kulkevat katodiosastoista kokoojasäiliön kautta, josta kato-15 dikomponentin 122 aukko 128 muodostaa osan, ja siitä edelleen ulos kennosta.

Nesteen jakamista kunkin anodiosaston ja katodi-osaston välillä auttavat kuvioiden 1-6 mukaiset tasapainottavat kokoojasäiliöt, jotka ovat yhteydessä vastaavalla 20 tavalla kunkin anodiosaston ja katodiosaston kanssa.

Claims (9)

26 82267

1. Menetelmä suodatinpuristintyyppisen rakenteen komponenttiosien (122,130,140) liittämistä varten tukira- 5 kenteeseen, joka käsittää tukitankoparin (120,121), ainakin joidenkin komponenttiosien sisältäessä tukitankoihin asetettavan leukaparin (123,124), joka menetelmä käsittää suodatinpuristintyyppisen rakenteen kokoonpanon asettamalla komponenttiosien leuat tukitankoihin, komponentti-10 osaan liittyvän leukaparin yhden leuan (123) ollessa muotoiltuna siten, että se voidaan asettaa tukitankoon (120) vain silloin, kyseinen komponenttiosa (122) on tietyssä kulmassa tukitankojen välisen tason suhteen, menetelmän käsittäessä komponenttiosan (122) leuan (123 ) asettamisen 15 yhteen tukitankoon (120) ja tämän komponenttiosan (122) kiertämisen sen jälkeen sanotun tukitangon ympäri ja komponenttiosan (122) toisen leuan (124) asettamisen toiseen tukitankoon (121), tunnettu siitä, että suodatinpuristinrakenteen komponenttiosat asetetaan tuki-20 rakenteeseen vuorottaisessa järjestyksessä asettamalla ensimmäisen komponenttiosan (122) leuka (123) ensimmäiseen tukitankoon (120) ja sen jälkeen ensimmäisen komponenttiosan (122) toinen leuka (124) toiseen tukitankoon (121), sekä sen jälkeen vieressä olevan komponenttiosan 25 (130) leuka (131) toiseen tukitankoon (121) ja toisen komponenttiosan (131) toinen leuka (132) ensimmäiseen tukitankoon (120).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suodatinpuristintyyppinen 30 rakenne on suodatinpuristintyyppinen elektrolyysikenno.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sen yhteydessä tukirakenteen tukitangot (120,121) asetetaan pääasiassa vaasuoralle tasolle.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen mene- n 27 82267 telinä, tunnettu siltä, että tukirakenteen tuki-tangot (120,121) ovat pääasiassa toistensa suuntaisia.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tukirakenteen tuki- 5 tangot (120,121) ovat poikkileikkaukseltaan pyöreitä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrolyysikennon komponenttiosat käsittävät anodit (1), katodit (60) ja tiivisteet (20,40).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin anodi (1), katodi (60) ja tiiviste (20,40) käsittää leukaparin (14,15; 73,74; 32,33 ja 49,50).

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen mene-15 telmä, tunnettu siitä, että leukaparin kumpikin leuka (14,15; 73,74; 32,33; 49,50) on poikkileikkaukseltaan ympyräsegmentin muotoinen, tämän segmentin ollessa puoliympyrää pienempi.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen mene-20 telmä, tunnettu siitä, että komponenttiosan leu- kapari (14,15; 73,74; 32,33; 49,50) on asetettu tämän komponenttiosan vastakkaisiin reunoihin tai lähelle niitä. 25 28 82267