FR2475066A1

FR2475066A1 - Expanded spacer used between two parallel surfaces - esp. expanded polymer foil used between electrodes in electrolyser mfg. hydrogen in high yield

Info

Publication number: FR2475066A1
Application number: FR8002553A
Authority: FR
Inventors: Siebo Kunstreich; Bernard Girard
Original assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Current assignee: Compagnie Electro Mecanique SA
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1981-08-07

Abstract

The spacer permits the flow of a fluid between the parallel surfaces, which are esp. electrodes; and is made from a flat foil (1) with thickness (e). In foil (1) are parallel rows of slots(2) with initial length (L), sepd. from each other in the same row by a space(n); and a distance(d) exists between adjacent rows. The slots in adjacent rows are staggered by the dimension (L+n)2. After expansion, foil(1) has joints(3) with a transverse cross-section of length(2d) and thickness(e); and each joint (3) is tilted at an angle w.r.t. a plane(Z) parallel with the thickness of foil(1). Foil (1) is pref. made of PTFE, in which case the tilt angle is pref. zero. Used esp. between pairs of electrodes in electrolyser contg. KOH electrolyte for mfg. H2.

Description

La présente invention concerne d'une manière générale un dispositif a'espacement permettant d'azurer un écartement minimal prédéterminé entre deux surfaces parallèles en des points espacés disposés suivant les noeuds d'un réseau maillé, tout en permettant l'écoulement d'un fluide entre les deux surfaces parallelement a celles-ci. En particulier, la présente invention concerne un dispositif d'espacement du type susindiqué, qui est utilisable pour assurer l'ecartement entre le diaphragme poreux et l'une ou l'autre des deux électrodes d'une cellule d'un électrolyseur à haut rendement, ainsi que le procédé de fabrication d'un tel dispositif d'espacement. The present invention generally relates to a spacing device for azure a predetermined minimum spacing between two parallel surfaces at spaced points arranged along the nodes of a mesh network, while allowing the flow of a fluid between the two surfaces parallel to them. In particular, the present invention relates to a spacing device of the aforementioned type, which is used to ensure the spacing between the porous diaphragm and one or the other of the two electrodes of a cell of a high efficiency electrolyser , as well as the method of manufacturing such a spacing device.

On sait que, dans les électrolyseurs qui sont destinés à la production d'hydrogène et qui utilisent une solution de potasse comme électrolyte, l'obtention d'un rendement global élevé nécessite une augmentation de la température de la solution de potasse et que, en particulier, un fonctionnement a environ 2000 est intéressant sur le plan économique. Or, dans ces conditions, les diaphragmes poreux classiques en amiante placés entre les électrodes des cellules élémentairés de l'électrolyseur ne peuvent plus être utilisés en raison de la corrosion. Une solution connue consiste à remplacer les diaphragmes poreux en amiante par de minces diaphragmes poreux en métal fritté, notamment en nickel fritté.Mais, dans ce cas, il faut éviter que le diaphragme métallique puisse court-circuiter la cellule par contact avec les deux élec trodes en se déformant notamment par suite d'une différence de pression même légère entre les compartiments anodique et cathodique de la cellule. Il est donc nécessaire de prévoir dans chacun des compartiments anodique et cathodique de la cellule un dispositif d'espacement capable d'assurer l'écartement entre le diaphragme et l'électrode adjacente, tout en permettant l'ecoulement de l'électrolyte entre le diaphrage et l'électrode adjacente. Divers dispositifs d'espacement ont déjà été proposés pour résoudre ce problème.Toutefois, les dispositifs d'espacement connus sont compliqués a mettre en place dans les électrolyseurs ou réduisent de façon importante la surface active des électrodes et des diaphragmes. It is known that, in electrolysers which are intended for the production of hydrogen and which use a potash solution as electrolyte, obtaining a high overall yield requires an increase in the temperature of the potassium hydroxide solution and that, in In particular, operation at around 2000 is economically attractive. Under these conditions, conventional porous asbestos diaphragms placed between the electrodes of the elementary cells of the electrolyser can no longer be used because of corrosion. A known solution consists in replacing the porous asbestos diaphragms with thin porous sintered metal diaphragms, in particular sintered nickel. However, in this case, it is necessary to prevent the metal diaphragm from short-circuiting the cell by contact with the two electrodes. trodes deforming in particular as a result of even slight pressure difference between the anode and cathode compartments of the cell. It is therefore necessary to provide in each of the anode and cathode compartments of the cell a spacing device capable of ensuring the separation between the diaphragm and the adjacent electrode, while allowing the flow of the electrolyte between the diaphragm and the adjacent electrode. Various spacers have already been proposed to solve this problem. However, the known spacers are complicated to set up in the electrolysers or significantly reduce the active surface of the electrodes and diaphragms.

La présente Invention a donc pour but de fournir un dispositif d'espacement dont la fabrication est simple, rapide et peu coûteuse et qui, dans le cas ot il est utilisé dans un électrolyseur, peut être rapidement mis en place dans l'électrolyseur et réduit peu la surface active des électrodes. The present invention therefore aims to provide a spacing device whose manufacture is simple, fast and inexpensive and which, in the case where it is used in an electrolyser, can be quickly set up in the electrolyser and reduces little active surface of the electrodes.

A cet effet, le dispositif d'espacement selon la présente invention est caractérisé en ce qu'il est constitué par un grillage ayant une structure déployée connue en soi, obtenue a partir d'une feuille plane d'épaisseur e présentant des coupes de longueur 1 disposées suivant des lignes qui sont parallèles a une première direction y de la feuille plane et espacées d'une distance d, les coupes situées sur une même ligne étant espacées l'une de l'autre d'une distance n et étant décalées d'une distance (1 + n)/2 dans la première direction y par rapport aux coupes situées sur la ligne adjacente, ledit grillage en structure déployée formant un réseau dont les noeuds ont une section transversale rectangulaire de longueur 2d et de largeur e, et en ce que la section transversale rectangulaire desdits noeuds a une orientation qui satisfait la relation

dans laquelle a est l'angle entre le coté de longueur 2d de ladite section rectangulaire et la perpendiculaire au plan dç 2d la feuille plane, et e est défini par tge = e
Dans le cas où le dispositif d'espacement est destiné à être utilisé dans un électrolyseur, le grillage en structure déployée est réalise en une matière plastique isolante résistant chimiquement aux électrolytes et à la température de fonctionnement de l'électrolyseur. De préférence, le grillage structure déployée est réalisé en polytétrafluoroéthylêne et l'angle a susmentionné est égal à zéro.For this purpose, the spacing device according to the present invention is characterized in that it consists of a grating having a deployed structure known per se, obtained from a flat sheet of thickness e having sections of length 1 disposed along lines which are parallel to a first direction y of the planar sheet and spaced apart by a distance d, the sections on the same line being spaced from each other by a distance n and being offset by a distance (1 + n) / 2 in the first direction y with respect to the cuts on the adjacent line, said expanded structure grating forming a network whose nodes have a rectangular cross-section of length 2d and width e, and in that the rectangular cross section of said nodes has an orientation that satisfies the relationship

where a is the angle between the length side 2d of said rectangular section and the perpendicular to the plane d 2d of the plane sheet, and e is defined by tge = e
In the case where the spacing device is intended to be used in an electrolyser, the expanded structure roasting is made of an insulating plastic material chemically resistant to electrolytes and the operating temperature of the electrolyser. Preferably, the unfolded structure screen is made of polytetrafluoroethylene and the aforementioned angle a is equal to zero.

On décrira maintenant un mode de réalisation du dispositif d'espacement selon l'invention en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est une vue en plan montrant une partie d'une feuille utilisée pour la fabrication du dispositif d'espacement selon l'invention.An embodiment of the spacing device according to the invention will now be described with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 is a plan view showing a portion of a sheet used for the manufacture of the spacing device according to the invention.

La figure 2 est une vue en plan, à échelle agrandie, montrant la forme des mailles pour différentes valeurs de traction, lorsqu'on exerce une traction dans la direction x sur les cotés opposés de la feuille montrée sur la figure 1. FIG. 2 is a plan view, on an enlarged scale, showing the shape of the meshes for different tensile values, when pulling in the x direction on the opposite sides of the sheet shown in FIG.

La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 111-111 de la figure 2. Figure 3 is a sectional view along the line 111-111 of Figure 2.

Les figures 4a à 4d montrent diverses orientations de la section rectangulaire#dès noeuds des mailles montrées sur la figure 2. Figures 4a to 4d show various orientations of the rectangular section # of nodes of the meshes shown in Figure 2.

La figure 5 est une vue en perspective montrant une partie d'un gabarit utilisé pour la fabrication du dispositif d'espacement selon l'invention. Figure 5 is a perspective view showing a portion of a jig used for the manufacture of the spacing device according to the invention.

La figure 6 est une vue en perspective, à échelle agrandie, montrant un détail du gabarit représenté sur la figure 5. FIG. 6 is a perspective view, on an enlarged scale, showing a detail of the template shown in FIG. 5.

La figure 7 est une vue schématique en coupe verticale d'une cellule d'électrolyse. Figure 7 is a schematic vertical sectional view of an electrolysis cell.

La figure 8 est une vue schématique en coupe horizontale de la cellule d'électrolyse montrée sur la figure 7, dans l'un des deux compartiments anodique et cathodique de laquelle est placé un dispositif d'espacement selon l'invention. FIG. 8 is a schematic view in horizontal section of the electrolysis cell shown in FIG. 7, in one of the two anode and cathode compartments from which is placed a spacer device according to the invention.

Le dispositif d'espacement selon l'invention se présente sous la forme d'un grillage ayant une structure déployée. The spacing device according to the invention is in the form of a grid having an expanded structure.

Pour réaliser un grillage en structure déployée, on utilise une feuille plane 1 (figure i) d'épaisseur e, dans laquelle on réalise des coupes 2 de longueur 1. Les coupes 2 sont réalisées suivant des lignes qui sont parallèles à une direction y de la feuille plane 1 et qui sont espacées entre elles d 'une distance d. Les coupes 2 situées sur une même ligne sont espacées l'une de l'autre d'une distance n et sont déaa- lées d'une distance ( + n)/2 dans la direction y par rapport aux coupes 2 situées sur la ligne adjacente.To make an expanded structure grating, a flat sheet 1 (FIG. 1) of thickness e is used, in which sections 2 of length 1 are made. The sections 2 are made along lines which are parallel to a direction y of the flat sheet 1 and which are spaced apart by a distance d. The sections 2 situated on the same line are spaced from each other by a distance n and are separated by a distance (+ n) / 2 in the y direction with respect to the sections 2 situated on the line adjacent.

Si on exerce ensuite deux tractions opposées suivant la direction x sur les deux côtés opposés de la feuille plane 1, on obtient un réseau maillé dont les mailles ont sensiblement la forme de losanges. Plus la traction exercée suivant la direction x est importante1 plus les mailles sont ouvertes comme montré sur la f;#gure 2. Les noeuds 3 du réseau maillé ont une section transverSale rectangulaire de longueur 2d et de largeur e.Comme montré sur la figure 3, pendant le déploiement de la feuille 1, les noeuds 3 sortent du plan xy de la feuille 1 et se mettent "debout", c'est-à-dire que l'angle entre le côté de longueur 2d de la section rectangulaire des noeuds 3 et l'axe x #augmente, mais reste toujours inférieur à 900 (voir aussi les figures 4a à 4d). Dans le cas où la feuille 1 utilisée est une feuille en matière plastique, si la traction cesse, le réseau maillé ou grillage revient à sa position d'origine, c'est-à-dire que la feuille 1 reprend la forme montrée sur la figure 1. Si l'on veut que le grillage conserve la forme désirée, il faut donc le stabiliser par un traitement de mise en forme qui-sera décrit plus loin. If two opposite contractions in the x direction are then exerted on the two opposite sides of the plane sheet 1, a mesh network is obtained whose meshes have substantially the shape of lozenges. The greater the traction exerted in the direction x is important, the more the meshes are open as shown on FIG. 2. The nodes 3 of the mesh network have a rectangular cross-sectional section of length 2d and width e. As shown in FIG. during the deployment of the sheet 1, the nodes 3 leave the xy plane of the sheet 1 and "stand", that is to say that the angle between the length side 2d of the rectangular section of the nodes 3 and the x axis increases, but remains always less than 900 (see also Figures 4a to 4d). In the case where the sheet 1 used is a plastic sheet, if traction ceases, the mesh network or mesh returns to its original position, that is to say that the sheet 1 takes the form shown on the Figure 1. If it is desired that the mesh retains the desired shape, it must be stabilized by a shaping treatment which will be described later.

Comme cela est visible sur la figure 3, si le grillage est placé entre deux surfaces parallèles'l et 5, il subsiste des espaces libres 6 qui permettent la circulation d'un fluide entre les surfaces 4 et 5 parallèlement à- celles-ci et perpendiculairement au plan de la figure 3, c'est-à-dire parallèlement à la direction Z de la feuille 1. Toutefois, Si l'une ou l'autre des surfaces 4 et 5 est soumise à une pression dans la direction z tendant à la rapprocher de l'autre surface, les noeuds 3 peuvent avoir tendance à se coucher, c'est-à-dire que l'angle f peut devenir nul et que les espaces 6 peuvent se fermer et empêcher ainsi toute circulation de fluide. As can be seen in FIG. 3, if the mesh is placed between two parallel surfaces 1 and 5, there remain free spaces 6 which allow the circulation of a fluid between the surfaces 4 and 5 parallel to these and perpendicularly to the plane of Figure 3, that is to say parallel to the Z direction of the sheet 1. However, if either of the surfaces 4 and 5 is subjected to a pressure in the z direction tending to bring it closer to the other surface, the nodes 3 may have a tendency to lie down, that is to say that the angle f can become zero and that the spaces 6 can close and thus prevent any flow of fluid.

Pour éviter cela, il est nécessaire que la section rectangulaire des noeuds 3 ait une orientation bien déterminée. Dans la figure 4b, l'angle a entre le coté de longueur 2d de la section rectangulaire du noeud 3 et la direction z est supé rieure à 2 , e étant défini par tg=2d . Dans ce cas, on
2 voit que si une pression P est appliquée au noeud 3, la surface 4 étant supposée fixe, le noeud 3 aura tendance à se coucher ( < p devient nul). Dans la figure 4c, l'angle a est égal à 2 ~ e. Cette orientation de la section rectangulaire
2 du noeud 3 correspond à une position d'équilibre instable.To avoid this, it is necessary that the rectangular section of the nodes 3 has a well-defined orientation. In FIG. 4b, the angle α between the side of length 2d of the rectangular section of node 3 and the direction z is greater than 2, e being defined by tg = 2d. In this case,
2 sees that if a pressure P is applied to the node 3, the surface 4 being assumed fixed, the node 3 will tend to fold (<p becomes zero). In Figure 4c, the angle a is equal to 2 ~ e. This orientation of the rectangular section
2 of the node 3 corresponds to an unstable equilibrium position.

Dans la figure 4d, l'angle a est inférieur à 2 -e . Dans ce cas,
2 si le noeud 3 est soumis à une pression P, la surface 4 étant supposée fixe, le noeud 3 se mettra complètement debout ( < p = 900 ou a = O). D'après ce qui précède, on voit que si l'on veut éviter que les noeuds 3 du grillage ne se couchent sous l'action d'une pression P et que les espaces 6 (figure 3) ne se referment, l'orientation de la section rectangulaire des noeuds 3 doit être telle que l'angle a satisfasse la relation

In Figure 4d, the angle a is less than 2 -e. In that case,
2 if the node 3 is subjected to a pressure P, the surface 4 being assumed fixed, the node 3 will stand completely (<p = 900 or a = O). From the foregoing, it can be seen that if it is desired to prevent the knots 3 of the lattice from lying down under the action of a pressure P and the spaces 6 (FIG. 3) to close again, the orientation of the rectangular section of the nodes 3 must be such that the angle has satisfies the relation

On voit également que si les surfaces 4 et 5 doivent être écartées d'une distance E + #, E étant la tolérance d'écartement sur la distance E, la relation suivante doit être satisfaite

It can also be seen that if the surfaces 4 and 5 must be spaced apart by a distance E + #, where E is the distance tolerance on the distance E, the following relation must be satisfied.

Les deux relations (1) et (2) ci-dessus permettent de dé- finir les grandeurs d et e de la feuille 1 en fonction de l'écartement E qui doit être assuré entre les surfaces 4 et 5 pour une application donnée. La longueur 1 des coupes 2 est choisie en fonction de la dimension des mailles que l'on désire obtenir. The two relations (1) and (2) above make it possible to define the quantities d and e of the sheet 1 as a function of the spacing E which must be ensured between the surfaces 4 and 5 for a given application. The length 1 of the sections 2 is chosen according to the size of the meshes that it is desired to obtain.

Le traitement de mise en forme et de stabilisation susmentionné permet de donner à l'angle a la valeur désirée,
et de le maintenir à cette valeur lorsque le grillage n'est
soumis à aucune sollicitation extérieure. The aforementioned shaping and stabilizing treatment makes it possible to give the angle a the desired value,
and maintain it at this value when the roasting is
subject to any external solicitation.

Dans le cas où le dispositif d'espacement selon l'invention est destiné à être utilisé comme entretoise entre diaphragme poreux et électrode dans un électrolyseur à haut rendement avec un électrolyte constitué par exemple par une solution de potasse à 25 - 45 % en poids à une température pouvant atteindre 200 C, on utilise une feuille 1 en une matière plastique isolante capable de résister à la corrosion chimique par l'électrolyte à la température de fonctionnement. Dans ce cas, la feuille 1 est de préférence réalisée en polytétrafluoroéthylène.En outre, l'angle a est de préférence choisi égal à zéro de telle façon que les petits côtés e de la section rectangulaire des noeuds 3 du grillage soient parallèles aux surfaces 4 et 5 du diaphragme poreux et de l'électrode et qu'il n'y ait aucune arête susceptible d'endommager le diaphragme qui est très mince (0,25 à 0,35 mm). Dans ce cas, la longueur 2d des grands côtés de la section rectangulaire des noeuds 3 est choisie égale à l'écartement désiré E entre diaphragme et électrode, et l'épaisseur e de la feuille 1 est choisie de telle façon que la relation (2) susmentionnée soit satisfaite et également de telle façon que les noeuds 3 aient une bonne tenue mécanique tout en réduisant le moins possible la surface active du diaphragme et de l'électrode. In the case where the spacing device according to the invention is intended to be used as a spacer between the porous diaphragm and the electrode in a high efficiency electrolyzer with an electrolyte consisting for example of a potash solution at 25 - 45% by weight at at a temperature of up to 200 ° C., a sheet 1 made of an insulating plastic material capable of resisting chemical corrosion by the electrolyte at the operating temperature is used. In this case, the sheet 1 is preferably made of polytetrafluoroethylene. In addition, the angle a is preferably chosen to be zero so that the short sides e of the rectangular section of the knots 3 of the mesh are parallel to the surfaces 4. and the porous diaphragm and the electrode and that there is no edge likely to damage the diaphragm which is very thin (0.25 to 0.35 mm). In this case, the length 2d of the long sides of the rectangular section of the nodes 3 is chosen equal to the desired spacing E between the diaphragm and the electrode, and the thickness e of the sheet 1 is chosen so that the relation (2 ) above mentioned is satisfied and also such that the nodes 3 have a good mechanical strength while reducing as little as possible the active surface of the diaphragm and the electrode.

Le traitement de mise en forme et de stabilisation
du grillage en matière plastique isolante ayant la structure
déployée décrite plus haut peut être réalisé en utilisant
le gabarit 7 montré sur la figure 5. Le gabarit 7 est essen
tiellement constitué par une plaque rigide 8 munie de plu
sieurs nervures parallèles 9 d'épaisseur a et présentant des
encoches 10 ayant une largeur b et une profondeur c. Les
encoches 10 sont réparties comme les noeuds 3 du réseau maillé
formé par le grillage et elles sont dimensionnées de façon à
pouvoir recevoir chacune un noeud 3. Autrement dit, 11 épaisseur
a des nervures 9 est inférieure ou égale à n et la largeur
b des encoches 10 est supérieure ou égale à e.La profondeur
c des encoches 10 peut être choisie aussi grande qu'on le dé
sire et elle est de préférence égale à un multiple de 2d afin
que plusieurs grillages puissent être empilés sur le gabarit 7 et stabilisés simultanément. En outre, les encoches 10 font un
~ angle 2 - a avec l'axe longitudinal des nervures 9 , α étant l'angle souhaite pour l'orientation de la section rectangulaire des noeuds 3 du grillage. Dans le cas où l'angle a souhaité est égal à zéro, les encoches 10 font un angle de 900 avec l'axe longitudinal des nervures 9 comme montre sur les figures 5 et 6.Shaping and stabilizing treatment
insulating plastic mesh having the structure
deployed described above can be achieved using
the jig 7 shown in FIG. 5. The jig 7 is essen
made up of a rigid plate 8 provided with
parallel ribs 9 of thickness a and presenting
notches 10 having a width b and a depth c. The
notches 10 are distributed as the nodes 3 of the mesh network
formed by the mesh and they are dimensioned so as to
can each receive a knot 3. In other words, 11 thickness
has ribs 9 is less than or equal to n and the width
b notches 10 is greater than or equal to e.The depth
c notches 10 can be chosen as large as it is
sire and she is preferably equal to a multiple of 2d so
that several screens can be stacked on the jig 7 and stabilized simultaneously. In addition, the notches 10 make a
~ angle 2 - a with the longitudinal axis of the ribs 9, α being the desired angle for the orientation of the rectangular section of the nodes 3 of the grid. In the case where the angle desired is equal to zero, the notches 10 make an angle of 900 with the longitudinal axis of the ribs 9 as shown in FIGS. 5 and 6.

Pour le traitement de mise en forme et de stabilisation, on place chaque RxAllage 1 en structure déployée, pendant qu'il est soumis à des forces de traction opposées dans la direction x, sur le gabarit 7 en engageant les noeuds 3 dans les fentes 10. Après mise en place du grillage 1 sur le gabarit 7, les forces de traction peuvent être supprimées. Plusieurs grillages 1 peuvent être ainsi mis en place sur le gabarit 7. For the shaping and stabilizing treatment, each RxAllage 1 is placed in a deployed structure, while subjected to opposite tensile forces in the x direction, on the jig 7 by engaging the knots 3 in the slots 10 After placing the mesh 1 on the jig 7, the tensile forces can be suppressed. Several screens 1 can thus be set up on the template 7.

Ensuite, le gabarit 7 est placé dans un four. Lorsque les grillages 7 sont en polytétrafluoroéthylène, la température du four est montée à environ 200-2200C et la température est maintenue à cette valeur pendant quelques heures, par exemple 3 heures. Ensuite, la températurte du four est abaissée jusqu'à la température ambiante, le gabarit est sorti du four et les grillages 1 ssiit enlevés du gabarit 7. Les cotes des grillages i sont alors stabilisées
La figure 7 montre schématiquement, en coupe verticale, une cellule d'électrolyse d'un électrolyseur à haut rendement.Then, the template 7 is placed in an oven. When the screens 7 are polytetrafluoroethylene, the oven temperature is raised to about 200-2200C and the temperature is maintained at this value for a few hours, for example 3 hours. Then, the temperature of the oven is lowered to room temperature, the template is taken out of the oven and the fences 1 are removed from the template 7. The dimensions of the fences i are then stabilized
Figure 7 shows schematically, in vertical section, an electrolysis cell of a high efficiency electrolyser.

Un mince diaphragme poreux 11, ar exemple en nickel fritté, est monté à égale distance (E + #) de la cathode 12 et de l'anode 13 et sépare deux compartiments respectivement cathodique et anodique dans lesquels l'électrolyte, par exemple une solution de potasse, circule dans la direction indiquée par les flèches. Etant donné que le diaphragme métallique poreux 11 est treks mince (0,25 à 0,35 mm) et qu'il peut avoir une grande surface (plusieurs mitres carres) et étant donne que, en fonc tionnement, des différences de pression de tordre de 160 millibars peuvent se produire entre les deux compartiments cathodique et anodique de la cellule d'électrolyse, un dispositif d'espa cement en matière isolante doit être disposé dans chacun des deux compartiments cathodique et anodique de la cellule afin d'éviter que le diaphragme metallique poreux 11, en se déformant sous l'action d'une différence de pression, ne vienne en contact avec l'une ou l'autre des deux électrodes 12 et 13. Le grillage 1 selon l'invention en polytétrafluoroéthylène à structure déployée convient particulièrement blen-comme dispositif d'espacement pour un électrolyseur à haut rendement du type décrit plus haut.A thin porous diaphragm 11, for example made of sintered nickel, is mounted equidistantly (E + #) from the cathode 12 and the anode 13 and separates two respectively cathodic and anodic compartments in which the electrolyte, for example a solution of potash, circulates in the direction indicated by the arrows. Since the porous metal diaphragm 11 is very thin (0.25 to 0.35 mm) and can have a large surface area (several square bends) and because, in practice, the pressure differences of bending 160 millibars can occur between the two cathode and anode compartments of the electrolysis cell, an insulation material spacing device must be arranged in each of the two cathode and anode compartments of the cell in order to prevent the diaphragm porous metal 11, by deforming under the action of a pressure difference, does not come into contact with one or the other of the two electrodes 12 and 13. The mesh 1 according to the invention made of polytetrafluoroethylene of unfolded structure is suitable particularly blen-like spacing device for a high efficiency electrolyser of the type described above.

La figure 8 montre schématiquement, en coupe horizontale, la cellule d'électrolyse de la figure 7, dans -l'un des deux compartiments de laquelle est installé un grillage 1 selon l'invention. Bien entendu, bien que cela ne soit pas représenté sur la figure 8, un grillage similaire est aussi disposé dans l'autre compartiment de la cellule d'électrolyse. Comme cela est visible dans la figure 8, les grands côtés de longueur 2d des noeuds 3 sont perpendiculaires aux surfaces 4 et 5 du diaphragme 11 et de l'anode 13, tandis que les petits côtés de longueur e des noeuds 3 sont en contact avec les surfaces 4 et 5. On voit également que le grillage 1 laisse des passages libres 6 dans la direction pour la circulation de l'électrolyte et des gaz produits par l'électrolyse.On voit aussi que le grillage 1 selon l'invention couvre un minimum de surface sur le diaphragme 11 et sur l'électrode 13, permettant ainsi les échanges ioniques pendant l'électrolyse. Enfin, il assure une tenue mécanique suffisante pour résister à des écarts de pression de 160 millibars entre les deux compartiments de la cellule. FIG. 8 shows schematically, in horizontal section, the electrolysis cell of FIG. 7, in one of the two compartments of which a grid 1 according to the invention is installed. Of course, although not shown in FIG. 8, a similar screen is also located in the other compartment of the electrolysis cell. As can be seen in FIG. 8, the long sides of length 2d of the nodes 3 are perpendicular to the surfaces 4 and 5 of the diaphragm 11 and of the anode 13, while the short sides of length e of the nodes 3 are in contact with the surfaces 4 and 5. It is also seen that the grid 1 leaves free passages 6 in the direction for the circulation of the electrolyte and the gases produced by the electrolysis. We also see that the grid 1 according to the invention covers a minimum surface on the diaphragm 11 and on the electrode 13, thus allowing ion exchange during electrolysis. Finally, it provides sufficient mechanical strength to withstand pressure differences of 160 millibars between the two compartments of the cell.

A titre d'exemple, dans le cas où le grillage selon l'invention est destiné à être utilisé comme dispositif d'espacement dans un électrolyseur à haut rendement, e peut être compris entre 0,8 et 1 mm, n peut être environ égal à 4 mm, d peut être compris entre 0,8 et 1 mm et 1 peut être environ égal à 35 mm. For example, in the case where the grid according to the invention is intended to be used as spacing device in a high efficiency electrolyser, e can be between 0.8 and 1 mm, n can be about equal to at 4 mm, d may be between 0.8 and 1 mm and 1 may be about 35 mm.

Bien que la présente invention ait été décrite ci-dessus en faisant plus-particulièrement référence à un grillage ayant une structure déployée en polytétrafluoroéthylène, utilisable comme dispositif d'espacement dans un électrolyseur à haut rendement, il va de soi que le grillage selon l'invention peut être utilisé comme dispositif d'espacement dans d'autres domaines de la technique. D'une manière générale, le dispositif d'espacement selon la présente invention peut être utilisé dans tous les cas où il est nécessaire d'assurer un écartement minimal prédéterminé entre deux surfaces parallèles, planes ou courbes, tout en permettant l'écoulement d'un fluide entre les deux surfaces parallèlement à celles-ci. En outre, s'il n'est pas nécessaire d'assurer en même temps un isolement électrique entre les deux suxXaceg le disposatif-d'espacement selon l'invention peut être réalisé en métal par la technique bien connue du métal déployé Dans ce dernier cas, le traitement de stabilisation décrit plus haut n'est en général pas nécessaire. Although the present invention has been described above with particular reference to a grid having an expanded structure of polytetrafluoroethylene, usable as a spacer in a high efficiency electrolyser, it goes without saying that the grid according to The invention can be used as a spacing device in other fields of the art. In general, the spacing device according to the present invention can be used in all cases where it is necessary to ensure a predetermined minimum spacing between two parallel, flat or curved surfaces, while permitting the flow of a fluid between the two surfaces parallel thereto. In addition, if it is not necessary to ensure at the same time an electrical isolation between the two suxXaceg spacing device according to the invention can be made of metal by the well known technique of the metal deployed in the latter In this case, the stabilization treatment described above is not usually necessary.

I1 est du reste bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus a été donné à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. It is of course understood that the embodiment of the invention which has been described above has been given by way of purely indicative and non-limiting example, and that many modifications can be made by the man of the invention. art without departing from the scope of the present invention.

Claims

REVENDICATJONS

1.- spacing device for ensuring a predetermined minimum spacing between two parallel surfaces at spaced points arranged along the nodes of a mesh network, while permitting the flow of a fluid between the two surfaces in parallel at. these, characterized in that it consists of a mesh having a deployed structure known per se, obtained from a flat sheet (1) of thickness e having sections (2) of length i disposed according to lines which are parallel to a first direction y of the flat sheet (1) and spaced apart by a distance d, the sections (2) situated on the same line being spaced from each other by a distance n and being shifted by a distance (1 + n) / 2 in the first direction-2 from the sections (2) on the adjacent line, said expanded structure grating forming a network whose nodes (3) have a rectangular cross-section of length 2d and width e, and in that the rectangular cross-section of said nodes (3) has an orientation which satisfies the relationship

where a is the angle between the length side 2d of said rectangular section and the perpendicular z to plane 2d of the plane sheet (1), and e is defined by tg6 = e

2.- spacing device according to claim 1, characterized in that the grid (1) in expanded structure is an insulating plastic material chemically resistant to electrolytes and the operating temperature of an electrolyser.

3.- spacing device according to claim 2, characterized in that a is equal to zero.

4.- spacing device according to claim 2 or 3, characterized in that the grid (1) in expanded structure is polytetrafluoroethylene.

5. A method of manufacturing a spacing device, characterized in that it consists in: a) forming, in a manner known per se, an in-structure grid deployed from a flat sheet of insulating plastic material of thickness e, by making cuts of length 1 in said flat sheet so that the sections are arranged along lines parallel to a first direction y of the sheet and spaced apart by a distance d, and that the sections located on the same line are spaced from each other by a distance n and offset by a distance (1 + n) / 2 in the first direction y from sections on the adjacent line, and exert two opposing tensile forces on two opposite sides of the sheet in a direction x perpendicular to the first direction y, so as to obtain a mesh network whose nodes have a cross section rec tangulalre of length 2d and width 2e, and b) to submit the sheet It is subjected to a stabilization treatment in such a way that, after removal of the tensile forces, the rectangular cross-section of the knots of the mesh network formed by the expanded structure grating maintain an orientation which satisfies the relationship

in α is the angle between the side of length 2d of said rectangular section t the perpendicular z to the plane plane plane, and e is defined by tge = 2d

e

6. A process according to claim 5, characterized in that the stabilizing treatment consists of placing the sheet, as it is smoother at said tensile forces, on a jig consisting of a rigid plagie provided with several parallel ribs. of thickness having notches having a width b to the outside equal to and a depth c equal to a multiple of 2dt the notches forming an angle 2 a> with the longitudinal axis of the ribs, each node of the network formed by the grating being placed in a notch, to suppress the tensile forces and to subject the sheet thus placed on the jig to a heat treatment in a furnace.

7. A process according to claim 6, characterized in that, in the case where the sheet is poytytetrafluoroethylene, the heat treatment is to raise the temperature of the oven to about 200-2200C, to maintain this temperature for a few hours and to go down the oven temperature at room temperature.

8. A process according to claim 6 or 7, characterized in that the angle a is equal to zero.

9.- Application of the spacing device according to any one of claims 2 to 4, to an electrolyzer comprising, in each anode-cathode range, a thin porous diaphragm (11) of metal mounted at a distance E + # of each electrode (12, 13), characterized in that the thickness e of the insulating plastic sheet (1) and the distance d between the cutting lines satisfy the relation