PL189786B1 - Ogniwo elektrolityczne i zespół połączonych ogniwelektrolitycznych - Google Patents
Ogniwo elektrolityczne i zespół połączonych ogniwelektrolitycznychInfo
- Publication number
- PL189786B1 PL189786B1 PL99345731A PL34573199A PL189786B1 PL 189786 B1 PL189786 B1 PL 189786B1 PL 99345731 A PL99345731 A PL 99345731A PL 34573199 A PL34573199 A PL 34573199A PL 189786 B1 PL189786 B1 PL 189786B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- side wall
- cathode
- cell
- busbar
- sidewall
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 34
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 23
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 polyfluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical class [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000611 Zinc aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- HSSJULAPNNGXFW-UHFFFAOYSA-N [Co].[Zn] Chemical compound [Co].[Zn] HSSJULAPNNGXFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N alumane;zinc Chemical compound [AlH3].[Zn] HXFVOUUOTHJFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical class OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920000295 expanded polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N iron zinc Chemical compound [Fe].[Zn] KFZAUHNPPZCSCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/60—Constructional parts of cells
- C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Package Frames And Binding Bands (AREA)
- Table Devices Or Equipment (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
1. Ogniwo elektrolityczne, zawierajace obudowe majaca sciany boczne, z których przynajmniej jedna jest scianka boczna katody, do której jest przymo- cowana na zewnatrz ogniwa szyna zbiorcza odpro- wadzajaca prad elektryczny od scianki bocznej kato- dy na zewnatrz ogniwa przez zewnetrzny, wydluzo- ny i lity pret spinajacy, rozciagajacy sie wzdluz przynajmniej wiekszej czesci zewnetrznej po- wierzchni scianki bocznej, przy czym caly pret spi- najacy jest umieszczony na sciance bocznej i jest przymocowany do jej zewnetrznej powierzchni, a do wewnetrznej powierzchni scianki bocznej katody jest przymocowana wewnetrzna konstrukcja ogniwa, która zawiera katody rurowe, znamienne tym, ze wewnatrz katod rurowych (43) sa umieszczone przewodzace prad elektryczny wewnetrzne podpory (44), które sa przymocowane do przewodzacej prad elektryczny wewnetrznej powierzchni scianki bocznej (3'), w styku przewodzacym prad elektryczny, za pomoca spoiny lub innych elementów laczacych, zwlaszcza lutu twardego lub lutu. FIG. 3 PL PL PL PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest ogniwo elektrolityczne i zespół połączonych ogniw elektrolitycznych. Wynalazek odnosi się do ogniw elektrolitycznych, w szczególności elektrolitycznych ogniw przeponowych o dużym natężeniu prądu. Ogniwa, zwykle ogniwa przeponowe chloro-alkaliczne mocra działać przy natężeniu prądu do około 200000 amperów
Znane są konstrukcje takich ogniw, w których zewnętrzne ścianki boczne katody, wykonane z przewodzącego elektryczność materiału, są otoczone przez szyną zbiorczą. Na przykład, w opisie patentowym USA nr 3,390,072 pokazano wysokoprądowe ogniwo elektrolityczne, w którym ścianka boczna jest połączona ze źródłem prądu elektrycznego przez otaczającą ją szynę w postaci pręta, czasem zwanego prętem spinającym.
Są znane zespoły szyn zbiorczych do przeponowych ogniw elektrolitycznych, w których szyny zbiorcze są dołączone tylko do ścianek bocznych katody i mają ustawione pod kątem krawędzie. Na przykład, w opisie patentowym USA nr 3,783,122 pokazano szyny zbiorcze
189 786 o kształcie trójkątnym, które są krótsze niż boczne ścianki. Znane są też szyny zbiorcze ustawione pod kątem zawierające kilka taśm szynowych, z których niektóre mają powierzchnie trójkątne. Na przykład taka szyna jest pokazana w opisie patentowym US nr 3,904,504, w którym opisano konstrukcję katodowej szyny zbiorczej zawierającej kilka taśm szynowych.
Liczne taśmy szynowe, mające różne wymiary są przyspawane do ścianki bocznej.
Szyna zbiorcza może być przymocowana do bocznej ścianki za pomocą dowolnej kombinacji środków mocujących. Ogólnie, odpowiedni kontakt elektryczny między ścianką boczną a szyną zbiorczą jest zapewniony za pomocą spawania. Znane jest też przykręcanie szyny zbiorczej do bocznej ścianki, a następnie spawanie szyny na jej krawędziach do ścianki bocznej. Przykręcanie pomaga w ustawianiu szyny na ściance bocznej, a spawanie zapewnia pożądany kontakt elektryczny oraz utrzymuje szynę w jej położeniu.
Ostatnie innowacje, służące do dostarczania prądu elektrycznego do ogniw elektrolitycznych, ulepszyły konstrukcję prętów spinających rozprowadzających prąd elektryczny do ścianki bocznej katody. Jak pokazano w opisie patentowym USA nr 4,834,859, pręt spinający jest umieszczony na ściance bocznej. W tym rozwiązaniu, na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej, w rejonach powyżej i poniżej pręta spinającego, są umieszczane pręty rozprowadzające. Pręty rozprowadzające doprowadzają prąd elektryczny od ścianki bocznej do zewnętrznej powierzchni czołowej wewnętrznej katody rurowej.
Niedawno zaproponowano szynę zbiorczą dla ścianki bocznej katody o wielkości tej ścianki. Taka konstrukcja jest pokazana w opisie patentowym USA nr 5,137,612. To rozwiązanie dotyczy szyny zbiorczej o rozmiarze ścianki i ta szyna jest połączona na powierzchni styku ze ścianką boczną katody. Szyna zbiorcza o rozmiarze ścianki może mieć końcówkę do przymocowania przełącznika złączowego.
Niemniej pożądane jest zapewnienie konstrukcji szyny zbiorczej połączonej ze ścianką boczną katody, zapewniającej nie tylko wydajne rozprowadzenie prądu, ale również mającej zmniejszoną skłonność do pękania korozyjnego w wyniku naprężeń w ściance bocznej. Jest również pożądane, aby taka konstrukcja charakteryzowała się mniejszymi kosztami wytwarzania katody oraz miała właściwości zmniejszania naprężeń.
Według wynalazku, ogniwo elektrolityczne, zawierające obudowę mającą ściany boczne, z których przynajmniej jedna jest ścianką boczną katody, do której jest przymocowana na zewnątrz ogniwa szyna zbiorcza odprowadzająca prąd elektryczny od ścianki bocznej katody na zewnątrz ogniwa przez zewnętrzny, wydłużony i lity pręt spinający, rozciągający się wzdłuż przynajmniej większej części zewnętrznej powierzchni ścianki bocznej, przy czym cały pręt spinający jest umieszczony na ściance bocznej i jest przymocowany do jej zewnętrznej powierzchni, a do wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej katody jest przymocowana wewnętrzna konstrukcja ogniwa, która zawiera katody rurowe, charakteryzuje się tym, że wewnątrz katod rurowych są umieszczone przewodzące prąd elektryczny wewnętrzne podpory, które są przymocowane do przewodzącej prąd elektryczny wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej, w styku przewodzącym prąd elektryczny, za pomocą spoiny lub innych elementów łączących, zwłaszcza lutu twardego lub lutu.
Na zewnętrznej powierzchni ścianki bocznej katody jest umieszczony zewnętrzny pręt spinający, który jest jednolity, wydłużony i ma kształt prostokątny i jest usytuowany w zasadzie w części środkowej wysokości ścianki bocznej lub poniżej.
Prostokątny i wydłużony pręt spinający ma na swoich końcach elementy mocujące, łączące pręt spinający ze ścianką boczną i ma elementy mocujące usytuowane w środku między jego końcami łączące pręt spinający ze ścianką boczną oraz łączące łącznik między-ogniwowy 7 nrrtpm <sninaiarvm — p i-----jr wj” .
Na ściance bocznej jest umieszczona szyna zbiorcza usytuowana przynajmniej w pobliżu pręta spinającego i połączona rozłącznie z zewnętrzną powierzchnią ścianki bocznej w bezpośrednim z nią styku.
Szyna zbiorcza jest usytuowana na ściance bocznej powyżej pręta spinającego, przynajmniej w obszarze końca ścianki bocznej i szyna zbiorcza jest w bezpośrednim styku ze ścianką boczną.
Szyna zbiorcza ma przynajmniej jeden wewnętrzny kanał do cyrkulacji płynu chłodzącego.
189 786
Pręt spinający i szyna zbiorcza są rozłącznie przymocowane do ścianki bocznej przy pomocy elementów mocujących wybranych spośród śrub, wkrętów, klamer i kołków gwintowanych.
Elementy mocujące stanowią elementy z metalu wybranego spośród różnych gatunków stali, włącznie ze stalą nierdzewną i stalą wysokowęglową, a elementy mocujące są zamocowane w trzpieniach osadzonych w ściance bocznej katody.
Ścianka boczna katody jest stalowa, zaś pręt spinający i szyna zbiorcza są z metalu wybranego spośród miedzi, stopów miedzi lub mieszaniny związków międzymetalicznych miedzi.
Człon elektrody jest dociśnięty w bezpośrednim kontakcie do porowatego separatora przeponowego.
Ścianka boczna katody jest stalowa, a pręt spinający i wewnętrzna podpora są z metalu wybranego spośród miedzi, stopów miedzi lub mieszaniny związków międzymetalicznych miedzi.
Z prętem spinającym lub z szyną zbiorczą jest połączony przełącznik złączowy'.
Przełącznik złączowy, szyna zbiorcza i ścianka boczna katody są połączone ze sobą do wymuszonego przepływu między nimi prądu elektrycznego.
Przy ściance bocznej jest usytuowana w odstępie osłona boczna, połączona z nią za pośrednictwem osłony krawędziowej i kryz dolnej i górnej, a z osłoną boczną są połączone katody rurowe.
Ogniwo elektrolityczne jest przeponowym ogniwem chloro-alkalicznym do produkcji chloru i sody kaustycznej.
Według wynalazku, zespół połączonych ogniw elektrolitycznych, w którym każde ogniwo zawiera obudowę mającą przynajmniej jedną ściankę boczną katodową i wewnętrzną konstrukcję zawierającą katody rurowe, zaś bezpośrednio z zewnętrzną powierzchnią ścianki bocznej katody są połączone elektryczne łączniki między-ogniwowe usytuowane między sąsiednimi ogniwami, charakteryzuje się tym, że wewnątrz katod rurowych są umieszczone przewodzące prąd elektryczny wewnętrzne podpory, które są przymocowane do przewodzącej prąd elektryczny wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej w styku przewodzącym prąd elektryczny za pomocą spoiny lub innych elementów łączących, zwłaszcza lutu twardego lub lutu, przy czym ścianka boczna katody jest stalowa, a wewnętrzne podpory są z metalu wybranego spośród miedzi, stopu miedzi lub mieszaniny międzymetalicznych związków miedzi.
Ścianka boczna katody jest zasilana prądem elektrycznym bezpośrednio przez łącznik między-ogniwowy.
Ścianka boczna połączona jest rozłącznie z zewnętrzną powierzchnią ścianki bocznej w bezpośrednim z nią styku, przy czym z szyną zbiorczą jest połączony co najmniej jeden przełącznik złączowy..
Przełącznik złączowy, szyna zbiorcza i ścianka boczna katody są połączone ze sobą do wymuszonego przepływu między nimi prądu elektrycznego.
Łącznik miedzy-ogniwowy jest połączony z zewnętrzną powierzchnią, ścianki bocznej katody ogniwa za pośrednictwem powłoki z metalu pierwiastkowego.
Powłoka z metalu pierwiastkowego jest powłoką wybraną spośród metalowej powłoki wykonanej poprzez zanurzenie w metalu, metalizację natryskową i platerowanie, a pierwiastkowy metal jest wybrany spośród niklu, srebra, miedzi, cynku i ich stopów oraz mieszanin ich związków międzymetalicznych.
W każdym ogniwie jest umieszczona przynajmniej jedna elektroda, która jest dociśnięta do bezpośredniego styku z porowatym separatorem przeponowym usytuowanym w ogniwie.
Ogniwo jest przeponowym ogniwem chloro-alkalicznym do produkcji chloru i sody kaustycznej.
W ogniwie, przy ściance bocznej, jest usytuowana w odstępie osłona boczna, połączona z nią za pośrednictwem osłony krawędziowej i kryz dolnej i górnej, a z osłoną boczną są połączone katody rurowe.
Wynalazek zapewnia konstrukcję zespołu ogniw i ogniwa mającego szynę zbiorczą połączoną ze ścianką boczną katody o obniżonej skłonności do pękania korozyjnego w wyniku naprężeń. Połączenie szyny zbiorczej i ścianki bocznej katody, charakteryzuje się zmniejszoną
189 786 rezystancją elektryczna i przy tym jest tańsze do wytwarzania, a także odznacza się powstawaniem mniejszych naprężeń przy spawaniu.
Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut perspektywiczny typowej obudowy ogniwa elektrolitycznego, według niniejszego wynalazku, ukazujący ściankę boczną katody, fig. 2 - widok z boku częściowo rozłożonego zespołu ścianki bocznej katody ogniwa z fig. 1, w przekroju, fig. 3 - rzut perspektywiczny, częściowo w przekroju poprzecznym, części ścianki bocznej katody oraz katod rurowych i podpór, fig. 4 - rzut perspektywiczny elementów z fig. 3, w widoku w kierunku wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej katody.
Wynalazek odnosi się ogólnie do ogniw elektrolitycznych, przystosowanych do elektrolizy wodnych roztworów chlorków metali alkalicznych. Ogniwa mogą być stosowane do produkcji chloru, chloranów, chlorynów, sody kaustycznej, wodorotlenku potasu, wodoru i związanych z nimi związków chemicznych. Na ściankę boczną katody zwykle stosuje się metal przewodzący, który ma pożądane właściwości struktury i wytrzymałość. Najczęściej, ścianka jest wykonywana ze stali, na przykład z niskowęglowej stali walcowanej na zimno. Do budowy szyny zbiorczej katody użytecznymi metalami są takie, które mają dużą przewodność elektryczną. Najczęściej tym metalem jest miedź, stop miedzi, mieszanina międzymetalicznych związków miedzi, ale może być również stosowane aluminium.
Dokładniej, wynalazek odnosi się do takiego ogniwa, jak ogniwo chloro-alkaliczne, najczęściej nazywane ogniwem przeponowym. Ogniwo to posiada przeponę między anodą i katodą. Jedna lub kilka elektrod może mieć, w wyniku dociśnięcia, bezpośredni kontakt z przeponą w ogniwie. Ogniwo ma elementy do dostarczania prądu elektrycznego do ogniwa i do kierowania prądu z katody do pręta spinającego, pełniącego funkcję szyny zbiorczej ogniwa. Pręt spinający jest zwykle umieszczony mniej więcej na środku wysokości pionowej bocznej ścianki katody.
Odnosząc się teraz dokładniej do figur, przedstawiona jest na nich przykładowa konstrukcja ogniwa elektrolitycznego według wynalazku. Na fig. 1 pokazane jest ogniwo 1, na przykład ogniwo przeponowe chloro-alkaliczne do produkcji chloru i sody kaustycznej. Ogniwo 1 ma pokrywę 2 i cztery ścianki boczne, z których dwie 3, 3' są widoczne. Na powierzchniach ścianki bocznej 3' katody, usytuowanej do góry od dna, nieco poniżej jej środkowego przekroju, znajduje się pręt spinający 4. Pręt spinający 4, który stanowi jedną część, 0 kształcie prostokątnym i wydłużonym, rozciąga się poziomo wzdłuż właściwie całej długości zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3' katody'. Pręt spinający 4 jest rozłącznie przymocowany do ścianki bocznej 3' na końcach pręta spinającego 4, przy pomocy elementów mocujących 6, korzystnie w postaci końcowych śrub. Na środku długości pręta spinającego 4, to jest między śrubami końcowymi 6, korzystnie są stosowane umieszczone między ogniwami łączniki lub elementy mocujące 23, które korzystnie stanowią śruby (fig. 2), służące do mocowania pręta spinającego 4 do ścianki bocznej 3' katody. Elementy mocujące 23 przechodzą przez otwory 10 na śruby, ukształtowane w pręcie spinającym 4 między śrubami końcowymi 6. Poza otworami na śruby, na przykład otworami 10 na śruby, pręt spinający 4 może być ogólnie uważany za lity. Ogniwo 1 posiada również wylot produktu 30, na przykład do przepuszczania chloru w ogniwie chloro-alkalicznym, i wylot górny 31, na przykład wylot wodoru 31, jak również dolny przepust 32, na przykład przeznaczony do przepuszczania przez niego elektrolitu z ogniwa 1.
Na końcu pręta spinającego 4 i nad nim na zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3' katody, jest umieszczona mała szyna zbiorcza 7. Szyna zbiorcza 7 jest usytuowana poziomo wzdłuż zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3' katody i jest do niej rozłącznie przymocowana za pomocą elementów mocujących w postaci śrub 8. Zarówno pręt spinający 4 jak i szyna zbiorcza 7 są umieszczone wewnątrz niewielkiego zagłębienia 11 ukształtowanego w katodowej ściance bocznej 3'. Zagłębienie 11 pomaga w lokalizacji pręta spinającego 4 i szyny zbiorczej 7. Zagłębienie 11 może również stanowić przygotowaną, na przykład zwykle poddaną obróbce mechanicznej, płaską powierzchnię, w celu zwiększenia kontaktu między prętem spinającym 4 i szyną zbiorczą 7 a ścianką boczną 3'.
Na fig. 2 pokazana jest przykładowa konstrukcja połączenia pomiędzy katodową ścianką boczną 3' a prętem spinającym 4 i szyną zbiorczą 7. W tej konstrukcji, szyna zbiorcza 7
189 786 jest umieszczona na zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3' katody i wewnątrz niewielkiego zagłębienia 11 w katodowej ściance bocznej 3'. Do ścianki bocznej 3' katody jest przymocowany trzpień 12 szyny zbiorczej 7 mający otwór z wewnętrznym gwintem. W otwór trzpienia 12 jest wkręcona, stanowiąca wraz z towarzyszącą podkładką 9 element mocujący 8, śruba podtrzymująca szynę zbiorczą 7. Za pomocą zespołu mocującego szyny zbiorczej 7, zawierającego trzpień 12, śrubę i podkładkę 9, szyna zbiorcza 7 jest rozłącznie przymocowana wewnątrz niewielkiego zagłębienia 11 w katodowej ściance bocznej 3'. Ponadto, szyna zbiorcza 7 ma kanał chłodzący 13, w celu zapewnienia krążenia przez nią płynu chłodzącego.
Jak przedstawiono na fig. 2, poniżej szyny zbiorczej 7 jest umieszczony pręt spinający 4. Pręt spinający 4 jest usytuowany na zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3' katody w dodatkowym zagłębieniu 11' w zewnętrznej powierzchni 5 ściance bocznej 3'. Między zewnętrzną powierzchnią 5 ścianki bocznej katody a wewnętrzną powierzchnią 14 pręta spinającego 4, wewnątrz dodatkowego zagłębienia 11' ścianki bocznej, jest umieszczony dociśnięty element pośredni 15 z otworem 25. Do ścianki bocznej 3' jest przymocowany trzpień 12' pręta spinającego 4, mający otwór z wewnętrznym gwintem 16. Trzpień 12' pręta spinającego 4 przechodzi przez otwór przelotowy 25 w elemencie pośrednim 15 i jest umieszczony w otworze 10 na śrubę w pręcie spinającym 4. Ponadto, pręt spinający 4 ma kanał chłodzący 24 w celu zapewnienia krążenia płynu chłodzącego w pręcie spinającym 4. Usytuowanie na zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej elementu pośredniego 15 pod prętem spinającym 4, powoduje, że pręt spinający 4 jest w rzeczywistości przymocowany do elementu pośredniego 15, który, z kolei, jest przymocowany do zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej katody.
Do zewnętrznej powierzchni 17 pręta spinającego 4 jest dociśnięty łącznik między-ogniwowy 18. Wewnętrzna powierzchnia 19 łącznika między-ogniwowego 18 jest dociśnięta do zewnętrznej powierzchni 17 pręta spinającego 4. W łączniku między-ogniwowym 18 znajduje się otwór 21, przez który przechodzi element mocujący 23. Za pomocą elementu mocującego 23 w postaci śruby i towarzyszącej jej podkładce 22 łącznik między-ogniwowy 18 jest przymocowany, poprzez wkręcenie śruby, do wewnętrznego gwintu 16 trzpienia 12' pręta spinającego 4. Zespół mocujący zawierający trzpień 12' pręta spinającego 4, podkładkę 22 i element mocujący w postaci 23 śruby służy również jako zespół mocujący pręta spinającego 4. Łącznik między-ogniwowy 18 rozciąga się od ścianki bocznej katody 3' i łączy z sąsiednim ogniwem elektrolitycznym (nie pokazane).
Jak pokazano na fig. 3, ścianka boczna 3' katody zawiera taśmowy człon 25 z otworami, umieszczony w poprzek zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3'. Taśmowy człon 25 rozciąga się w poprzek ścianki bocznej 3' katody w miejscu powyżej dolnej krawędzi ścianki bocznej 3' i nieco poniżej środka wysokości ścianki bocznej 3' katody. Do taśmowego członu 25 jest dociśnięty pręt spinający 4. Pręt spinający 4 jest umieszczony na trzpieniu 12' pręta spinającego 4, który ma otwór z wewnętrznym gwintem 16. Do dolnej krawędzi ścianki bocznej 3' katody jest przymocowana dolna kryza 41, zaś do górnej krawędzi ścianki bocznej 3' jest przymocowana górna kryza 42.
Wewnątrz ogniwa 1 są usytuowane katody rurowe 43, mające faliste wewnętrzne podpory 44. Wewnętrzne podpory 44 katod rurowych dochodzą do wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej 3' katody i są do niej przymocowane. Kiedy ogniwo 1 jest przygotowane do pracy, katody rurowe 43 są przykrywane przeponą (nie pokazana).
Jak przedstawiono na fig. 4, wewnętrzne podpory 44 katod rurowych 43 sięgają pod górną kryzę 42 ścianki bocznej 3' katody. Wewnętrzne podpory 44 katod rurowych 43 są przymocowane do wewnętrznej powierzchni 45 ścianki bocznej 3' katody przy pomocy spoiny 46. Z górną kryzą 42 jest połączona rozciągająca się w dół osłona krawędziowa 47. która styka się z osłoną boczną 48, przy czym obie osłony tworzą część powierzchni styku katody.
Jak pokazano na figurach, pręt spinający 4 rozciąga się w zasadzie wzdłuż całej długości ścianki bocznej 3' katody. Możliwe jest, że pręt spinający 4 rozciąga się wzdłuż mniejszej długości niż długość ścianki bocznej 3' katody lub rozciąga się wzdłuż całej długości ścianki bocznej 3'. Zatem zagłębienia 11, 11' mogą być mniejsze niż długość ścianki bocznej 3' katody lub mogą rozciągać się wzdłuż całej długości ścianki bocznej 3' katody. Chociaż dodatkowe zagłębienie 11' ścianki bocznej 3' jest korzystne, w celu zapewnienia miejsca na umieszczenie taśmowego członu 25 z otworami na powierzchni 5 ścianki bocznej 3' katody, należy
189 786 rozumieć, że dodatkowe zagłębienie 11' może zostać pominięte. Niewielkie zagłębienie 11 szyny zbiorczej 7 w ściance bocznej 3' może również zostać pominięte. Szyna zbiorcza 7 może rozciągać się na większej długości wzdłuż ścianki bocznej 3' niż zostało to pokazane na figurach i może rozciągać się na całej długości pomiędzy krawędziami zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3'. Korzystnie też, szyna zbiorcza 7 może zostać umieszczona poniżej pręta spinającego 4 lub być usytuowana w innym miejscu odpowiednim pod względem mocowania pręta spinającego 4, o ile zostanie zachowane, że będzie ona połączona rozłącznie ze ścianką boczną 3'. W odniesieniu do określenia usytuowania szyny zbiorczej 7, opisanym jako „nad prętem spinającym 4”, które można byłoby zastąpić określeniem „wzdłuż pręta spinającego 4”, należy zaznaczyć, że te określenia dotyczą ogniwa przedstawionego na fig. 1, które jest pokazane w położeniu pionowym. Określenia te, tak jak określenia „do góry”, „poziomy”, i tym podobne, nie powinny być traktowane jako ograniczające zakres wynalazku, w którym można stosować różne wzajemne usytuowania szyny zbiorczej i pręta spinającego ogniwa.
Chociaż pręt spinający 4 i szyna zbiorcza 7 zostały pokazane jako elementy o prostokątnych przekrojach poprzecznych, mogą one mieć inne kształty, na przykład o kwadratowych przekrojach poprzecznych. Chociaż pręt spinający 4 nie musi rozciągać się wzdłuż całej długości ścianki bocznej 3' katody, jak pokazano na figurach, korzystne jest, gdy pręt spinający 4 rozciąga się przynajmniej wzdłuż większej części długości ścianki bocznej 3', a zatem jest wydłużonym prętem spinającym 4. Określenie pręta spinającego 4 i szyny zbiorczej 7 jako elementów litych, należy rozumieć, że elementy te nie są perforowane, na przykład nie są w postaci siatki. Jednakże, jak opisano powyżej, elementy te posiadają otwory 10 na śruby i kanały chłodzące 13 lub 24.
Jak pokazano na figurach, pręt spinający 4 i szyna zbiorcza 7 korzystnie są rozłącznie przymocowane śrubami. Zatem poprzez przymocowanie pręta spinającego 4 do ścianki bocznej 3', jednocześnie mocuje się do niej element pośredni 15. Należy rozumieć, że przy stosowaniu śrub, korzystne jest także zastosowanie trzpieni 12, 12' jako elementów z gniazdami. Jednak możliwe są też inne elementy sprzęgające. Jest także możliwe, że pręt spinający 4 i szyna zbiorcza 7 są rozłącznie połączone ze ścianką, boczną 3' katody przy pomocy innych elementów mocujących 8, 23 niż śruby na przykład takich jak wkręty, klamry lub gwintowane kołki. Jeśli są stosowane trzpienie 12, 12'jako elementy mocujące, są one zwykle zamocowane wewnątrz ścianki bocznej 3' poprzez spawanie do ścianki bocznej 3', na przykład przez elektryczne spawanie łukowe. Jednakże, jest możliwy inny sposób mocowania trzpieni 12, 12' do ścianki bocznej 3', ha przykład poprzez lutowanie twarde lub lutowanie. Korzystnie gwinty wewnętrzne 16 mogą być wykonywane bezpośrednio w ściance bocznej 3', kiedy grubość ścianki bocznej 3' jest dostateczna, aby takie mocowanie nie spowodowało perforacji ścianki bocznej 3'. Przy takim ukształtowaniu w ściance bocznej 3' gwintów wewnętrznych 16, można wyeliminować trzpienie 12,12'. Korzystnie, zewnętrzna powierzchnia 5 ścianki bocznej 3', w obszarze co najmniej jednego z zagłębień 11, 11' ma powłokę, osadzaną przed przymocowaniem pręta spinającego 4, na przykład z metalu, zwłaszcza niklu, miedzi lub cynku, w postaci płytki metalu lub poprzez platerowanie. W niniejszym opisie taką powierzchnię określa się jako „platerowaną” metalem. Zatem, stalowa ścianka boczna 3' może mieć warstwę cynku, na przykład w postaci pokrycia galwanicznego lub elektrolitycznego, lub mieć srebrną powłokę galwaniczną. Chociaż możliwe jest zastosowanie wielu różnych metali na pokrycia, szczególnie korzystnymi metalami, oprócz niklu, miedzi, srebra i cynku, mogą być kadm, kobalt i chrom. Użyteczne mogą być również stopy, na przykład cynk-żelazo, cynk-aluminium, cynk-kobalt i cvnk-nikiel. Oprócz wsnomnianvch powyżej technik wykonywania powłoki pokryJ ί T S Γ S J J J Γ z Γ J cie może być również nakładane techniką osadzania, na przykład poprzez natryskiwanie. Zatem, na przykład, w zagłębieniach 11, 11' ścianki bocznej może być natryskiwana plazmowo lub płomieniowo powłoka miedziana.
Na taśmowy człon 25 z otworami może zostać użyty materiał, który jest ulegającym odkształceniom materiałem przewodzącym, umieszczonym między przeciwnymi przewodnikami. Przykładowy elektryczny łącznik siatkowy tego typu został opisany w opisie patentowym US nr 4,080,033. Materiał ten zwiększa liczbę punktów styku między prętem spinającym 4 a ścianką boczną 3' katody, zapewniając w ten sposób dobry rozkład punktów styku i reduku189 786 jąc oporność styku i efekt strumieniowania. Przewodzący materiał na taśmowy człon 25 z otworami zawiera korzystnie szereg sprężystych żaluzji, które nadają materiałowi zdolność do odkształcania się i zapewniają dobry styk. Przewodzący materiał może zostać wykonany z metalu, takiego jak miedź berylowa lub aluminium.
Innym odpowiednim materiałem na powierzchnię styku może być ściśliwy materiał uszczelniający, złożony ze sprężystych taśm metalowych. Takie taśmy metalowe zwykle mają płytki profil typu „V” lub „W”, dzięki czemu posiadają one pewien stopień ściśliwości. Sąsiednie metalowe taśmy korzystnie są przedzielone warstwą materiału niemetalicznego, takiego jak papier uszczelniający, na przykład grafitowy materiał uszczelniający w postaci taśmy. Taka warstwowa konstrukcja na zwinięte spiralnie uszczelki została opisana w opisie patentowym USA nr 5,161,807. Jeszcze innym odpowiednim materiałem na powierzchnie styku mogą być skośna sprężyna zwojowa. Metale na taśmowy człon 25 z otworami mogą zostać wybrane spośród tytanu, niklu, stopów niklu, stali, włącznie ze stałą nierdzewną, miedzi i stopów miedzi, na przykład mosiądzu lub brązu i mieszanin ich związków międzymetalicznych.
Pręt spinający 4 i szyna zbiorcza 7 są wykonane z materiału o doskonałej zdolności do przewodzenia prądu, na przykład z metalu takiego jak miedź, stop miedzi lub mieszanina międzymetalicznych związków miedzi. W celu uzyskania dobrych charakterystyk przewodzenia prądu, połączonych z pożądaną odpornością w środowisku ogniwa, ścianka boczna 3' i kryzy górna 42 i dolna 41 są zwykle wykonane z takiego materiału, jak stal niskostopowa. Trzpienie 12, 12' i elementy mocujące 8, 23 w postaci śrub są ogólnie wykonane z metalu, takiego jak stal, włącznie ze stalą nierdzewną i stalą wysokowęglową. Wewnątrz ogniwa, katody rurowe 43 mogą być wykonane ze stalowej taśmy porowatej, takiej jak druciana siatka lub z perforowanej płyty. Wewnętrzne podpory 44 katod rurowych 43 są wykonane z miedzi lub podobnego materiału, na przykład stopu miedzi. Spoiny łączące te podpory 44 ze ściankami bocznymi 3' mogą zostać wykonane przez spawanie, na przykład spawanie łukowe. Oprócz spawania lub wraz ze spawaniem, możliwe jest również mocowanie wewnętrznej podpory 44, przy zachowaniu styku przewodzącego prąd elektryczny ze ścianką boczną 3', za pomocą innych środków, takich jak lutowanie twarde lub lutowanie. Chociaż wewnętrzne podpory 44 zostały pokazane na fig. 3 jako faliste, należy rozumieć, że inne kształty, na przykład żebra lub płytki, które mogą być pochylone lub mieć poprzeczki, są również możliwe do zastosowania.
W szczególnych przypadkach, kiedy wewnętrzne elementy konstrukcyjne ogniwa, na przykład wewnętrzne podpory 44, są przymocowane do wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej 3' katody, łączniki między-ogniwowe 18 są połączone bezpośrednio z zewnętrzną powierzchnią 5 ścianki bocznej 3'. W ten sposób można wyeliminować pręt spinający 4. Jest również możliwe, że w takiej konstrukcji, miedzy-ogniwowy łącznik 18, dołączony do ogniwa 1 bez użycia pręta spinającego 4, może zostać połączony z zewnętrzną powierzchnią 5 ścianki bocznej 3 poprzez powłokę osadzoną na zewnętrznej powierzchni 5. Taką powłoką, na przykład platerowaną lub powłoką galwaniczną, może być powłoka jak omawiane wcześniej powłoki zewnętrznej powierzchni 5 ścianki bocznej 3'. Bez względu na to, czy taka powłoka występuje, czy nie, gdy nie stosuje się pręta spinającego 4, możliwe jest również, połączenie łącznika między-ogniwowego 18 z zewnętrzną powierzchnią 5 ścianki bocznej 3' katody poprzez element pośredni 15. W takim przykładzie, element pośredni 15 jest umieszczony w zagłębieniu 11 ścianki bocznej 3' a, jak wspomniano wcześniej, powierzchnia zagłębienia 11 korzystnie ma powłokę, na przykład z metalu. Alternatywnie, szczególnie w przypadku, gdy wewnętrzna konstrukcja ogniwa jest przymocowana do wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej 3' katody, pręt spinający 4 jest połączony bezpośrednio z zewnętrzną powierzchnią 5 ścianki bocznej 3'. Takie połączenie może zostać zrealizowane za pośrednictwem powłoki na zewnętrznej powierzchni 5.
Separator wewnątrz ogniwa 1 może być przeponą, która jest nazywana tutaj „porowatym separatorem przeponowym”. Odpowiednim materiałem na przeponę jest azbest. Jako przeponę w ogniwie 1 można również zastosować syntetyczną, przepuszczającą elektrolit przeponę. Syntetyczne przepony ogólnie są wykonywane z syntetycznego materiału polimerycznego, takiego jak włókna polfluoro-etylenowe, jak opisano w opisie patentowym USA nr 5,606,805 lub spieniony policzterofluoroetylen, jak opisano w opisie patentowym USA nr 5,183,545.
189 786
Takie syntetyczne przepony zwierają korzystnie nieorganiczne cząsteczki nie rozpuszczające się w wodzie, na przykład węglik krzemu, dwutlenek cyrkonu, jak opisano w opisie patentowym USA nr 5,188,712 lub talk, według opisu patentowego USA nr 4,606,805. Szczególnie interesująca jest nieazbestowa przepona z włókna sztucznego, zawierająca nieorganiczne cząsteczki, jak opisano w opisie patentowym USA nr 4,853,101. Opis tego patentu jest włączony tutaj jako materiał źródłowy.
Ogólnie, ta szczególnie interesująca przepona jest nieizotropową, włóknistą, matą, przy czym włókna maty są w 5-70 procentach wagowymi organicznymi, polimerowymi włóknami chiorowcowęglowymi w połączeniu z około 30-95 procentami wagowymi drobnych, rozdzielonych cząsteczek nieorganicznych, osadzonych na włóknach podczas formowania włókien. Przepona ma ciężar właściwy między około 3 a około 12 kilogramów na metr kwadratowy. Korzystnie, przepona ma ciężar właściwy w zakresie około 3-7 kilogramów na metr kwadratowy. Szczególnie korzystnym materiałem nieorganicznym jest dwutlenek cyrkonu. Można użyć inne tlenki metali, na przykład dwutlenek tytanu oraz krzemiany, takie jak krzemian magnezu i krzemian aluminium, gliniany, ceramiki, cermet, węgiel i ich mieszaniny. Szczególnie korzystnie, przepona może zostać ściśnięta, na przykład siłą od około 157 do około 945 kg/cm2.
189 786
Π
FIG. 2 _
189 786
FIG. 3
189 786
r
189 786
ο
LL
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.
Cena 4,00 zł.
Claims (24)
- Zastrzeżenia patentowe1. Ogniwo elektrolityczne, zawierające obudowę mającą ściany boczne, z których przynajmniej jedna jest ścianką boczną katody, do której jest przymocowana na zewnątrz ogniwa szyna zbiorcza odprowadzająca prąd elektryczny od ścianki bocznej katody na zewnątrz ogniwa przez zewnętrzny, wydłużony i lity pręt spinający, rozciągający się wzdłuż przynajmniej większej części zewnętrznej powierzchni ścianki bocznej, przy czym cały pręt spinający jest umieszczony na ściance bocznej i jest przymocowany do jej zewnętrznej powierzchni, a do wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej katody jest przymocowana wewnętrzna konstrukcja ogniwa, która zawiera katody rurowe, znamienne tym, że wewnątrz katod rurowych (43) są umieszczone przewodzące prąd elektryczny wewnętrzne podpory (44), które są przymocowane do przewodzącej prąd elektryczny wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej (3'), w styku przewodzącym prąd elektryczny, za pomocą spoiny lub innych elementów łączących, zwłaszcza lutu twardego lub lutu.
- 2. Ogniwo według zastrz. 1, znamienne tym, że na zewnętrznej powierzchni (5) ścianki bocznej (3') katody jest umieszczony zewnętrzny pręt spinający (4), który jest jednolity, wydłużony i ma kształt prostokątny i jest usytuowany w zasadzie w części środkowej wysokości ścianki bocznej (3') lub poniżej.
- 3. Ogniwo według zastrz. 2, znamienne tym, że prostokątny i wydłużony pręt spinający (4) ma na swoich końcach elementy mocujące (6), łączące pręt spinający (4) ze ścianką boczną (3') i ma elementy mocujące (23) usytuowane w środku między jego końcami łączące pręt spinający (4) ze ścianką boczną (3') oraz łączące łącznik między-ogniwowy (18) z prętem spinającym (4).
- 4. Ogniwo według zastrz. 3, znamienne tym, że na ściance bocznej (3') jest umieszczona szyna zbiorcza (7) usytuowana przynajmniej w pobliżu pręta spinającego (4) i połączona rozłącznie z zewnętrzną powierzchnią (5) ścianki bocznej (3') w bezpośrednim z nią styku.
- 5. Ogniwo według zastrz. 4, znamienne tym, że szyna zbiorcza (7) jest usytuowana na ściance bocznej (3') powyżej pręta spinającego (4), przynajmniej w obszarze końca ścianki bocznej (3') i szyna zbiorcza (7) jest w bezpośrednim styku ze ścianką boczną (3').
- 6. Ogniwo według zastrz. 5, znamienne tym, że szyna zbiorcza (7) ma przynajmniej jeden wewnętrzny kanał (13) do cyrkulacji płynu chłodzącego.
- 7. Ogniwo według zastrz. 4, znamienne tym, że pręt spinający (4) i szyna zbiorcza (7) są rozłącznie przymocowane do ścianki bocznej (3') przy pomocy elementów mocujących (6, 23,8) wybranych spośród śrub, wkrętów, klamer i kołków gwintowanych.
- 8. Ogniwo według zastrz. 7, znamienne tym, że elementy mocujące (6, 23, 8) stanowią elementy z metalu wybranego spośród różnych gatunków stali, włącznie ze stalą nierdzewną i stalą wysokowęglową, a elementy mocujące (6, 23, 8) są zamocowane w trzpieniach (12,12') osadzonych w ściance bocznej (3') katody.
- 9. Ogniwo według zastrz. 4, znamienne tym, że ścianka boczna (3') katody jest stalowa, zaś pręt spinający (4) i szyna zbiorcza (7) są z metalu wybranego spośród miedzi, stopów miedzi lub mieszaniny związków międzymetalicznych miedzi.
- 10. Ogniwo według zastrz. 1, znamienne tym, że człon elektrody jest dociśnięty w bezpośrednim kontakcie do porowatego separatora przeponowego.
- 11. Ogniwo według zastrz. 1, znamienne tym, że ścianka boczna (3') katody jest stalowa, a pręt spinający (4) i wewnętrzna podpora (44) są z metalu wybranego spośród miedzi, stopów miedzi lub mieszaniny związków międzymetalicznych miedzi.
- 12. Ogniwo według zastrz. 4, znamienne tym, że z prętem spinającym (4) lub z szyną zbiorczą (7) jest połączony przełącznik złączowy.
- 13. Ogniwo według zastrz. 12, znamienne tym, że przełącznik złączowy, szyna zbiorcza (7) i ścianka boczna (3') katody są połączone ze sobą do wymuszonego przepływu między nimi prądu elektrycznego.189 786
- 14. Ogniwo według zastrz. 1, znamienne tym, że przy ściance bocznej (3') jest usytuowana w odstępie osłona boczna (48), połączona z nią za pośrednictwem osłony krawędziowej (47) i kryz dolnej (4l) i górnej (42), a z osłoną boczną (48) są połączone katody rurowe (43).
- 15. Ogniwo według zastrz. 1, znamienne tym, że jest przeponowym ogniwem chloro-alkalicznym do produkcji chloru i sody kaustycznej.
- 16. Zespół połączonych ogniw elektrolitycznych, w którym każde ogniwo zawiera obudowę mającą przynajmniej jedną ściankę boczną katodową i wewnętrzną konstrukcję zawierającą katody rurowe, zaś bezpośrednio z zewnętrzną powierzchnią ścianki bocznej katody są połączone elektryczne łączniki między-ogniwowe usytuowane między sąsiednimi ogniwami, znamienny tym, że wewnątrz katod rurowych (43) są umieszczone przewodzące prąd elektryczny wewnętrzne podpory (44), które są przymocowane do przewodzącej prąd elektryczny wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej (3') w styku przewodzącym prąd elektryczny za pomocą spoiny lub innych elementów łączących, zwłaszcza lutu twardego lub lutu, przy czym ścianka boczna (3') katody jest stalowa, a wewnętrzne podpory (44) są z metalu wybranego spośród miedzi, stopu miedzi lub mieszaniny międzymetalicznych związków miedzi.
- 17. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że ścianka boczna (3') katody jest zasilana prądem elektrycznym bezpośrednio przez łącznik między-ogniwowy (18).
- 18. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że ścianka boczna (3') połączona jest rozłącznie z zewnętrzną powierzchnią (5) ścianki bocznej (3') w bezpośrednim z nią styku, przy czym z szyną zbiorczą (7) jest połączony co najmniej jeden przełącznik złączowy.
- 19. Zespół według zastrz. 18, znamienny tym, że przełącznik złączowy, szyna zbiorcza (7) i ścianka boczna (3') katody są połączone ze sobą do wymuszonego przepływu między nimi prądu elektrycznego.
- 20. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że łącznik między-ogniwowy (18) jest połączony z zewnętrzną powierzchnią (5) ścianki bocznej (3') katody ogniwa (1) za pośrednictwem powłoki z metalu pierwiastkowego.
- 21. Zespół według zastrz. 20, znamienny tym, że powłoka z metalu pierwiastkowego jest powłoką wybraną spośród metalowej powłoki wykonanej poprzez zanurzenie w metalu, metalizację natryskową i platerowanie, a pierwiastkowy metal jest wybrany spośród niklu, srebra, miedzi, cynku i ich stopów oraz mieszanin ich związków międzymetalicznych.
- 22. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że w każdym ogniwie (1) jest umieszczona przynajmniej jedna elektroda, która jest dociśnięta do bezpośredniego styku z porowatym separatorem przeponowym usytuowanym w ogniwie (1).
- 23. Zespół według zastrz. 16, znamienny tym, że ogniwo (1) jest przeponowym ogniwem chloro-alkalicznym do produkcji chloru i sody kaustycznej.
- 24. Zespół według zastrz. 20, znamienny tym, że w ogniwie (1) przy ściance bocznej (3') jest usytuowana w odstępie osłona boczna (48), połączona z nią za pośrednictwem osłony krawędziowej (47) i kryz dolnej (41) i górnej (42), a z osłoną boczną (48) są połączone katody rurowe (43).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9459498P | 1998-07-30 | 1998-07-30 | |
| US09/358,927 US6328860B1 (en) | 1998-07-30 | 1999-07-23 | Diaphragm cell cathode busbar structure |
| PCT/US1999/017334 WO2000006798A1 (en) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Busbar structure for diaphragm cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL345731A1 PL345731A1 (en) | 2002-01-02 |
| PL189786B1 true PL189786B1 (pl) | 2005-09-30 |
Family
ID=26789055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL99345731A PL189786B1 (pl) | 1998-07-30 | 1999-07-29 | Ogniwo elektrolityczne i zespół połączonych ogniwelektrolitycznych |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6328860B1 (pl) |
| EP (1) | EP1114204B1 (pl) |
| AT (1) | ATE308631T1 (pl) |
| BR (1) | BR9912361A (pl) |
| CA (1) | CA2334774A1 (pl) |
| DE (1) | DE69928116T2 (pl) |
| IL (1) | IL140790A0 (pl) |
| NO (1) | NO20010492D0 (pl) |
| PL (1) | PL189786B1 (pl) |
| WO (1) | WO2000006798A1 (pl) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2829776B1 (fr) * | 2001-09-19 | 2004-01-02 | A M C | Alimentation electrique des cathodes des cellules a diaphragme d'electrolyse chlore-soude |
| ITMI20021538A1 (it) | 2002-07-12 | 2004-01-12 | De Nora Elettrodi Spa | Struttura per dita catodiche di celle cloro-soda a diaframma |
| ITMI20050839A1 (it) * | 2005-05-11 | 2006-11-12 | De Nora Elettrodi Spa | Dito catodico per cella a diaframma |
| US20080011491A1 (en) * | 2005-08-22 | 2008-01-17 | Victaulic Company Of America | Sprinkler having non-round exit orifice |
| PL1932197T3 (pl) * | 2005-09-09 | 2011-02-28 | Industrie De Nora Spa | Porowaty bezazbestowy separator i sposób jego wytwarzania |
| US20100216332A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | Rudolph Garriga | Systems and methods for power connection |
| US8334457B2 (en) * | 2009-02-20 | 2012-12-18 | Clean Wave Technologies Inc. | System for power connection |
| US8808512B2 (en) | 2013-01-22 | 2014-08-19 | GTA, Inc. | Electrolyzer apparatus and method of making it |
| US9222178B2 (en) | 2013-01-22 | 2015-12-29 | GTA, Inc. | Electrolyzer |
| HUE057988T2 (hu) * | 2018-11-14 | 2022-06-28 | Rogers Bv | Eljárás gyûjtõsín elõállítására és az így készített gyûjtõsín |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5119428B1 (pl) * | 1971-03-09 | 1976-06-17 | ||
| US4178225A (en) | 1975-06-26 | 1979-12-11 | Hooker Chemicals & Plastics Corp. | Cathode busbar structure |
| US5137612A (en) | 1990-07-13 | 1992-08-11 | Oxytech Systems, Inc. | Bonded busbar for diaphragm cell cathode |
| US5306410A (en) | 1992-12-04 | 1994-04-26 | Farmer Thomas E | Method and device for electrically coupling a conductor to the metal surface of an electrolytic cell wall |
| IT1293840B1 (it) | 1997-08-08 | 1999-03-10 | De Nora Spa | Migliorata cella per l'elettrolisi cloro-soda a diaframma |
-
1999
- 1999-07-23 US US09/358,927 patent/US6328860B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-29 EP EP99937677A patent/EP1114204B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-29 AT AT99937677T patent/ATE308631T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-07-29 IL IL14079099A patent/IL140790A0/xx unknown
- 1999-07-29 CA CA002334774A patent/CA2334774A1/en not_active Abandoned
- 1999-07-29 WO PCT/US1999/017334 patent/WO2000006798A1/en not_active Ceased
- 1999-07-29 DE DE69928116T patent/DE69928116T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-29 BR BR9912361-4A patent/BR9912361A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-07-29 PL PL99345731A patent/PL189786B1/pl not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-01-29 NO NO20010492A patent/NO20010492D0/no not_active Application Discontinuation
- 2001-05-11 US US09/854,262 patent/US6582571B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1114204A1 (en) | 2001-07-11 |
| NO20010492L (no) | 2001-01-29 |
| US20010030126A1 (en) | 2001-10-18 |
| DE69928116T2 (de) | 2006-07-20 |
| ATE308631T1 (de) | 2005-11-15 |
| BR9912361A (pt) | 2001-04-17 |
| US6328860B1 (en) | 2001-12-11 |
| DE69928116D1 (de) | 2005-12-08 |
| EP1114204B1 (en) | 2005-11-02 |
| IL140790A0 (en) | 2002-02-10 |
| CA2334774A1 (en) | 2000-02-10 |
| PL345731A1 (en) | 2002-01-02 |
| WO2000006798A1 (en) | 2000-02-10 |
| NO20010492D0 (no) | 2001-01-29 |
| US6582571B2 (en) | 2003-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3676325A (en) | Anode assembly for electrolytic cells | |
| PL189786B1 (pl) | Ogniwo elektrolityczne i zespół połączonych ogniwelektrolitycznych | |
| US3839179A (en) | Electrolysis cell | |
| PL95767B1 (pl) | Elektrolizer przeponowy | |
| CA1220761A (en) | Double l-shaped electrode for brine electrolysis cell | |
| US5135633A (en) | Electrode arrangement for electrolytic processes | |
| JPH03170699A (ja) | 電気メッキ槽アノード | |
| CN108796591B (zh) | 电极构造体 | |
| US3271289A (en) | Mercury cathode electrolytic cell having an anode with high corrosionresistance and high electrical and heat conductivity | |
| AU704628B2 (en) | Anode for the electrolytic winning of metals | |
| PL127310B1 (en) | Electrode for electrolyzis vats | |
| CA1127110A (en) | Electrolytic cell and a method for manufacturing the same | |
| JP2022536258A (ja) | 電気化学的プロセス用の電極アセンブリ | |
| CA2044056C (en) | Bonded busbar for diaphragm cell cathode | |
| US4834859A (en) | Diaphragm cell cathode assembly | |
| US5500104A (en) | Mono-polar pre-filter electrolyzer with vertical power-supply rods | |
| MXPA01000846A (en) | Busbar structure for diaphragm cell | |
| US5372692A (en) | Bipolar electrolytic cell | |
| ZA200007452B (en) | Busbar structure for diaphragm cell. | |
| KR20180118639A (ko) | 저항기들이 제공된 전극 구조 | |
| CN219164159U (zh) | 一种不同接地网间跨区域等电位联接箱 | |
| JPH0649675A (ja) | 複極式電解槽 | |
| CN114075679B (zh) | 电解用阳极板导电横梁及制造方法 | |
| KR810000532B1 (ko) | 무격막전 해조용 양극 | |
| PL168915B1 (pl) | Przewód elektryczny i sposób wytwarzania przewodu elektrycznego,zwlaszcza dla elektrody elektrolizera PL PL PL PL PL PL |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20080729 |