TR201821117T4 - Dengeleme elektrik devresi içeren alüminyum izabe fırını. - Google Patents

Abstract

Bu alüminyum izabe fırını her biri bir anoda (52), elektroliz akımını anoda (52) doğru yönlendirmek üzere hücrenin (50) karşılıklı iki uzunlamasına kenarı boyunca yukarı uzanan yükseltme ve bağlama elektrik iletkenlerine (54) ve elektroliz akımını bir sonraki hücrenin (50) yükseltme ve bağlama elektrik iletkenlerine yönlendirmek üzere bağlantı iletkenlerine bağlı katot çıkışlarına bağlanan katot iletkenlerinin (55) içerisinden geçtiği bir katoda (56) yer veren, sıra uzunluğuna göre enlemesine düzenlenmiş olan hücrelerin (50) oluşturduğu bir sırayı içermektedir. Ayrıca alüminyum izabe fırını içerisinden elektroliz akımının geçtiği elektrik devresinden ayrı olan, hücrelerin (50) aşağısında uzanan ve bir dengeleme akımının elektroliz akımının genel akış yönüne ters yönde içerisinden ve hücrelerin (50) aşağısından geçebildiği bir dengeleme elektrik devresini içermektedir.

Description

TARIFNAME DENGELEME ELEKTRIK DEVRESI IÇEREN ALÜMINYUM IZABE FIRINI Bu bulus bir alüminyum izabe firiniyla, alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik bir yöntemle ve bu tür alüminyum izabe firinlarinda alüminyum oksidin elektrolitik hücrelerde karistirilmasina yönelik bir prosesle ilgilidir.

Alüminyumun Hall-Héroult prosesi kullanilarak elektroliz yoluyla alüminyum oksitten endüstriyel olarak üretilebildigi bilinmektedir. Bu amaçla içerisinde refrakter malzemelerden yapilma bir astarin yer aldigi bir çelik pota kovanini, katottaki elektroliz akimini toplayarak pota kovaninin tabanindan veya kenarlarindan geçen katot çikislarina yönlendirmesi amaçlanan katot iletkenlerinin içerisinden geçtigi karbon malzemeden yapilma bir katodu, katot çikislarindan bir sonraki hücreye dogru büyük ölçüde yatay olarak uzanan baglanti iletkenlerini, içerisinde alüminyum oksidin çözdürüldügü bir elektrolit banyosunu, bu elektrolit banyosuna daldirilmis en az bir anoda yer veren en az bir anot grubunu, üzerine anot grubunun asildigi bir anot çerçevesini ve elektroliz akimini katot çikislarindan bir sonraki hücredeki anot çerçevesine ve anot grubuna ve anoda yönlendirmek üzere bir önceki elektrolitik hücrenin baglanti iletkenlerine baglanan ve yukari dogru ilerleyen, elektroliz akimina yönelik besleyicileri içeren bir elektrolitik hücre kullanilmaktadir. Daha belirgin bir ifadeyle, anotlar önceden pisirilmis karbon bloklarina sahip önceden pisirilmis anot tipindedir; yani bunlar elektrolitik hücreye yerlestirilmeden önce pisirilmektedir.

Klasik durumda bir alüminyum üretim tesisi veya alüminyum izabe firini, paralel siralar halinde enlemesine hizalanmis ve seri olarak baglanmis birkaç yüz elektrolitik hücreyi içermektedir.

Birkaç yüz bin Amper seviyesindeki bir elektroliz akimi bu elektrolitik hücrelerin içinden geçmekte ve bu da büyük bir manyetik alani meydana getirmektedir. Temel olarak akimi bir elektrolitik hücreden siradakine tasiyan baglanti iletkenleri tarafindan üretilen bu manyetik alanin düsey bileseninin, manyetohidrodinamik (MHD) kararsizliklar olarak bilinen kararsizliklara neden oldugu bilinmektedir.

Bu MHD kararsizliklarin, proses performansini düsürdügü bilinmektedir. Hücre ne kadar kararsiz olursa, anot ile metal katmani arasindaki kutuplar arasi mesafe de o kadar fazla olmaktadir. Bu durumda ise, kutuplar arasi mesafe ne kadar fazla olursa, prosesin enerji tüketimi de o kadar fazla olmaktadir; bunun nedeni, Joule etkisi neticesinde enerjinin kutuplar arasi boslukta yitime ugramasidir.

Buna ek olarak, hem hücreler içinde hem de disinda yer alan iletkenlerdeki bütün elektrik akimi akisi tarafindan üretilen manyetik alan yatay bileseni, sivilarin içinden geçen elektrik akimiyla etkilesimde bulunmakta ve metal katmaninda sabit deformasyona yol açmaktadir. Anotlarin az miktarda israfla birlikte homojen olarak tüketilebilmesi için, metal katmani seviyesinde üretilen düzensizliklerin yeterince küçük olmasi gereklidir. Seviye degisikliklerinin küçük oldugundan emin olunabilmesi için, manyetik alanin yatay bilesenlerinin sivilarda (elektrolit banyosu ve metal katmani) mümkün oldugu kadar antisimetrik olmasi gereklidir. Yatay bilesenleri içeren manyetik alanin uzunlamasina veya enlemesine bileseni söz konusu oldugunda antisimetrinin, söz konusu alan bilesenine paralel olan hücre merkezi eksenine dik bir mesafede ve bu merkezi eksenin her iki yaninda ayni mesafede, söz konusu bilesenin degerinin ters olacak olmasi anlamina geldigi kabul edilmektedir. Manyetik alanin yatay bilesenlerinin antisimetrisi, hücredeki ara yüzde mümkün olan en simetrik ve en düz deformasyonu saglayan konfigürasyondur.

Elektroliz akimini tasiyan iletkenlere ait özel bir düzenlemenin kullanilmasi yoluyla, elektroliz akimi geçisinin meydana getirdigi manyetik alana yönelik dengeleme yapilarak MHD kararsizliklarin kontrol altina alinabilecegi özellikle FR1079131 ve belgesine göre, baglanti iletkenleri her bir elektrolitik hücrenin uçlari veya baslari etrafindan yanal olarak geçmektedir. Bu, kendinden dengelenme olarak bilinmektedir.

Bu prensip, manyetik alanin bir elektrolitik hücre ölçeginde lokal olarak dengelenmesini temel almaktadir.

Kendinden dengelenmenin temel avantaji, MHD kararsizliklarin dengelenmesi için elektroliz akiminin kendisinin kullanilmasinda yatmaktadir.

Yine de, elektrik iletkenleri elektrolitik hücrelerin baslari etrafindan geçtigi için, kendinden dengelenme kenarlarda büyük bir alan gereksinimine yol açabilmektedir.

Her seyden önemlisi, bu çözümü uygulamaya geçiren baglanti iletkenlerinin büyük uzunlugu, iletkenlerin direnç etkisine bagli olarak bir hat içi elektrik kaybina ve dolayisiyla artan isletme maliyetlerine yol açmakta ve önemli miktarda ham maddeyi ve dolayisiyla yüksek üretim maliyetlerini gerekli hale getirmektedir. Elektrolitik hücreler büyük boyutlu oldugu ve yüksek akim siddetinde çalistigi zaman, bu dezavantajlar daha da belirgin hale gelmektedir.

Ayrica, kendinden dengelenmeli bir elektrik devresine sahip bir alüminyum izabe firininin tasarimi sabittir. Hizmet ömrü süreci içerisinde, elektroliz akiminin siddetinin, tasarim sirasinda öngörülen siddet degerinin üzerine çikacak sekilde artirilmasi gerekli hale gelebilmektedir. Bu aslinda, bu yeni dagilima uygun olarak tasarlanmamis olan kendinden dengelenmeli elektrik devresinden kaynaklanan manyetik alan dagilimini da degistirecek, bunun sonucunda ise bu manyetik alana yönelik dengeleme artik optimum olarak yapilmayacaktir. Bu gelistirme potansiyeli yoklugunun üstesinden gelinmesine ve optimuma yakin manyetik dengelemenin geri kazanilmasina yönelik çözümler mevcut olsa da, bu çözümler özellikle karmasik ve uygulamaya konulmasi pahali yapidadir. Özellikle FR2425482 sayili patent belgesinden bilinen, MHD kararsizliklarin azaltilmasina yönelik baska bir çözüm, elektrolitik hücre siralarinin yanlari boyunca sekonder bir elektrik devresinin veya harici bir döngünün kullanilmasini içermektedir.

Elektroliz akimi siddetinin önceden belirlenmis bir yüzdesine esit bir siddete sahip olan bir akim bu sekonder elektrik devresinden geçmektedir. Harici döngü, yakin elektrolitik hücre sirasindaki elektroliz akiminin meydana getirdigi manyetik alanin etkilerini dengeleyen bir manyetik alani üretmektedir.

Ayrica EP0204647 sayili patent belgesinden, elektrolitik hücre siralarinin yanlari boyunca uzanan sekonder bir devrenin, baglanti iletkenleri tarafindan meydana getirilen manyetik alanin etkisinin azaltilmasi amaciyla kullanilabildigi, bu sekonder devredeki elektrik iletkenleri içinden geçen akimin siddetinin elektroliz akimi siddetinin bilinmektedir.

Harici bir döngü vasitasiyla dengeleme saglanmasi çözümü, elektroliz akiminin içinden geçtigi ana devreden bagimsiz sekonder bir devreyi temin etmesi seklindeki avantaja sahiptir.

Sekonder devrenin, banyo-metal ara yüzü seviyesinde pota kovanlarinin küçük kenarlarina yakin olan hücre siralarinin yanlari boyunca konumlandirilmasi, manyetik alanin yatay bileseni üzerinde herhangi bir etkiye yol açilmaksizin düsey bilesene yönelik dengeleme yapilmasini mümkün hale getirmektedir.

Harici bir döngü vasitasiyla dengeleme saglanmasi çözümü baglanti iletkenlerinin uzunlugunu, kütlesini ve elektrik kayiplarini önemli ölçüde düsürse de, ek bir elektrik güç istasyonunu ve ek bir bagimsiz sekonder elektrik devresini gerekli hale getirmektedir.

Ayrica harici bir döngü vasitasiyla dengeleme saglanmasi çözümünün bir manyetik alan birikimine isaret ettigi, bu durumun seri akimla birlikte çok güçlü bir toplam ortam alanini meydana getirdigi ve toplam ortam alaninin gücünün, isletme ve ekipman üzerinde kisitlara yol açacak ölçüde (örnegin tasitlar için kalkanlama gerekmesi) ve bir siradan kaynaklanan manyetik alanin bitisik siradaki hücrelerin kararliligi üzerinde etkiye sahip olmasina neden olacak ölçüde oldugu da dikkati çekecektir. Bir siranin bitisik sira üzerindeki etkisinin azaltilmasi için bunlarin birbirinden ayrilmasi gerekmekte ve bu da, her bir elektrolitik hücre sirasinin ayri bir hol içinde barindirilmasi anlamina gelecek olan çok önemli bir mekansal kisiti meydana getirmektedir.

Buna ek olarak, bitisik iki elektrolitik hücre sirasinin uçlarini birbirine baglayan elektroliz devresi ile sekonder devre arasindaki baglanti parçasi, bir siranin ucundaki hücreleri kararsiz hale getirme egilimi göstermektedir. Bir siranin ucunda kararsiz hücrelerin mevcut olmasi durumundan kaçinilabilmesi için, sekonder devrenin bu kismi FR2868436 sayili patentten bilindigi gibi, manyetik alanin bir siranin ucundaki hücreler üzerindeki etkisi kabul edilebilir olacak sekilde düzeltilmesi amaciyla önceden belirlenmis bir yol temel alinarak yapilandirilabilmektedir. Ne var ki bu yol sekonder devrenin uzunlugunu ve dolayisiyla malzeme maliyetini gözle görülür biçimde artirmaktadir. Normal çözümün, sekonder devre ile bir siranin ucunda yer alan hücrelere ait elektroliz devresi arasindaki birlesme parçasinin daha uzaga tasinmasini içerdigine, ancak bunun alan kullanimini artirdigina ve ayrica elektrik iletkenlerinin uzunlugunu ve dolayisiyla malzeme ve enerji maliyetlerini artirdigina dikkat edilmelidir.

Sonuç olarak, harici bir döngü vasitasiyla dengeleme saglanmasina yönelik bilinen çözümlerin nispeten önemli yapisal maliyetlere yol açtigi asikardir.

Bu durumda mevcut bulusun, artirilmis performans ve daha az alan kullanimi sunan bir manyetik konfigürasyona sahip bir alüminyum izabe firinini temin ederek, bu dezavantajlarin tamamen veya kismen üstesinden gelmesi amaçlanmaktadir.

Bu amaçla mevcut bulus her biri bir pota kovanini, bir destege ve en az bir anoda sahip anot gruplarini ve katottaki elektroliz akimini (li) toplamasi ve bunu pota kovani disindaki katot çikislarina yönlendirmesi amaçlanan katot iletkenlerinin içinden geçtigi bir katodu içeren ve sira uzunluguna göre enlemesine düzenlenmis olan elektrolitik hücrelerin olusturdugu en az bir siraya yer veren bir alüminyum izabe firiniyla ilgili olup özelligi, elektrolitik hücrenin elektroliz akimini (I1) anot gruplarina yönlendirmek için elektrolitik hücrenin karsilikli iki uzunlamasina kenari boyunca yukari dogru uzanan anot gruplarina bagli yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerini ve elektroliz akimini katot çikislarindan bir sonraki elektrolitik hücrenin yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine yönlendirecek biçimde tasarlanan, katot çikislarina bagli baglanti iletkenlerini içermesi ve alüminyum izabe firininin elektrolitik hücrelerin asagisinda uzanan en az bir dengeleme elektrik devresini içermesi ve bu dengeleme devresinin içinden, yukarida yer alan elektrolitik hücrelerin içinden akan elektroliz akiminin (I1) genel akis yönüne ters bir yönde ve elektrolitik hücrelerin asagisinda bir dengeleme akiminin (l2) akabilmesidir.

Dolayisiyla bulusa uygun alüminyum izabe firini daha az yer kaplamakta ve genel performansin artmasini saglayacak ölçüde, manyetik açidan çok kararli hücrelere sahip olabilme avantajini sunmaktadir.

Bu alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik bir yöntem uyarinca, yukarida yer alan elektrolitik hücrelerin içinden akan elektroliz akiminin (l1) genel akis yönüne ters bir yönde ve elektrolitik hücrelerin asagisinda akan bir dengeleme akimi (Iz), dengeleme devresinin içinden geçmektedir.

Avantajli bir durum olmak üzere, dengeleme akiminin (lg) siddeti, elektroliz akiminin (I1) siddetinin %50'si ila %150'si seviyesindedir.

Yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri, birbirini dengelemek ve hücrelere ait manyetik alanin yatay bilesenlerinin büyük ölçüde antisimetrik bir dagilimini gerçeklestirmek üzere elektrolitik hücrelerin arasindaki bosluklarda, hücrelerin her bir yaninda ve hücrelerin iki uzunlamasina kenarinin yukarisinda düzenlenmekte, manyetik alanin düsey bileseni üzerinde herhangi bir etkiye yol açmaksizin alüminyum katmani düzeyinde az bir degisikligin söz konusu olmasini temin etmekte, böylece bir hücre ile digeri arasindaki elektrik iletkenleri olan baglanti iletkenleri ile yükseltme ve baglama iletkenleri içinden, dengelenmesi gerekli istenmeyen düsey ve yatay manyetik alana yol açan iletkenler pratikte yalnizca, pota kovaninin asagisinda yatay olarak bir hücreden digerine uzanan iletkenler, yani daha belirgin bir ifadeyle baglanti iletkenleri seklinde olmaktadir. Bu istenmeyen manyetik alan ise dengeleme elektrik devresi vasitasiyla dengelenmekte olup söz konusu elektroliz akiminin (li) siddetinin %50*si ila elektrolitik hücrelerin içindeki elektroliz akiminin (I1) genel akis yönüne ters bir yönde ve elektrolitik hücrelerin asagisinda, bu dengeleme elektrik devresinin içinden akabilmektedir.

Dolayisiyla hücredeki manyetik alanin düsey bileseni azaltilabilmekte veya neredeyse ortadan kaldirilabilmekte ve sivilar içinde büyük ölçüde antisimetrik bir yatay manyetik alan dagilimi muhafaza edilebilmektedir. Dolayisiyla önerilen çözüm bir yandan çok az kararsizliga sahip bir hücrenin edilmesini ve dolayisiyla performansin artirilmasini mümkün hale getirirken, bir yandan da prosesin tatmin edici biçimde islev göstermesi için bir baska gereklilik olmak üzere, banyo/metal ara yüzünde az bir seviye degisikligini muhafaza etmektedir.

Hücrelerin ve hücre siralarinin ve bulusa uygun alüminyum izabe firininin yakinindaki manyetik alan küçüktür ve neredeyse tamamen iptal edilmektedir ve bunun sonucunda, alüminyum izabe firininin ve bu firinda kullanilan ekipmanin çalismasi üzerinde, güçlü manyetik alanlarla iliskili kisitlar ortadan kaldirilmis olmaktadir. Böylece bir siradan kaynaklanan manyetik alan bitisik siradaki hücrelerin kararliligini artik etkilememekte. bu sayede hücre siralari birbirine daha yakin yerlestirilebilmekte ve özellikle bitisik iki hücre sirasi daha küçük bir bina içine konumlandirilabilmekte ve tüm bunlar, yalnizca bir dengeleme devresi kullanildigi zaman bile yapisal maliyetlerde çok önemli tasarruflar saglanmasina olanak taniyacak ölçüde olmaktadir.

Teknigin bilinen durumundaki cesaret kirici deneyimlerin aksine, dengeleme devresi elektrolitik hücrelerin asagisindan geçmekte ve elektrolitik hücre sirasinin veya siralarinin yanlari boyunca uzanmamaktadir. Böylece, elektrolitik hücre sirasinin veya siralarinin her iki yanindaki alan bosaltilmaktadir. Sonuçta, her bir elektrolitik hücrenin ve daha özel bir ifadeyle pota kovaninin yan tarafi boyunca bos alan elde edilmesi öngörülebilmekte, bu ise bunlarin yükseltilmesine kiyasla daha az pahali bir durum olmaktadir. Pahali ve agir bir kaldirma çözümüne duyulan ihtiyacin söz konusu olmamasi, önemli yapisal tasarruflari saglamaktadir.

Tercih edilen bir uygulamaya göre, dengeleme elektrik devresi, içerisinden elektroliz akiminin (I1) geçtigi elektrik devresinden ayri bir sekonder dengeleme elektrik devresidir. “Ayri” ifadesi, iki devrenin elektriksel olarak bagli olmadigi anlamina gelir sekilde kullanilmaktadir.

Elektrolitik hücrelerden birinin, sicakligi 1,000°C,ye yakin, elektrolitik hücrelerden birinde mevcut sivilar tarafindan hasar görmesi halinde, dengeleme devresi zarar görecek ve kopacak veya normal çalisamaz hale gelecek, bu ise dengeleme devresi elektroliz akimi akisi tarafindan üretilen manyetik alani artik dengeleyemeyecegi için performansi etkileyecek ve alüminyum izabe firini daha düsük performansli düsük bir modda çalismayi sürdürecek, dengeleme devresinden geçmekte olan akimin sadece manyetik alana yönelik dengeleme yapmasi amaçlandigi ve alüminyum üretiminde kullanilmasi amaçlanmadigi için, alüminyum izabe firini zararli bir çalismayi durdurma durumuna ugramayacaktir.

Ayri bir sekonder dengeleme elektrik devresinin kullanilmasi ayrica, söz konusu dengeleme devresi tarafindan zaman içinde meydana getirilen dengeleyici manyetik alanin modifiye edilmesi olasiligini da sunmaktadir. Bunun yapilabilmesi için, sekonder dengeleme elektrik devresinden geçmekte olan akimin siddetinin degistirilmesi gereklidir. Bu özellikle, terfi ettirilebilirlik ve uyarlanabilirlik bakimindan önem tasimaktadir. Bunun nedeni kismen, alüminyum izabe firininin ömrü sirasinda elektroliz akiminin siddetinin artirilmasi halinde. dengeleme akiminin siddetinin gerektigi gibi degistirilmesi yoluyla, manyetik dengelemenin bu degisiklige göre ayarlanabiliyor olusudur. Bunun nedeni ayrica, dengeleme akiminin siddetinin, elde mevcut alüminyum oksitin özelliklerine ve kalitesine göre ayarlanabiliyor olusudur. Bu sayede MHD akislarin hizlari, elde mevcut alüminyum oksitin özellikleri temel alinarak sivilarin karismasinin veya alüminyum oksitin banyo içinde çözünmesinin tesvik edilmesi veya azaltilmasi saglanacak sekilde kontrol edilebilmekte, bu ise nihayetinde alüminyum oksit temininin özellikleri isiginda mümkün olan en iyi performansin elde edilmesine yardimci olmaktadir.

Daha belirgin bir ifadeyle, sekonder dengeleme elektrik devresi, elektrolitik hücrelere elektroliz akimini besleyen istasyondan farkli olan kendi elektrik güç istasyonundan güç alabilmektedir.

Tercih edilen bir uygulamada, alüminyum izabe firini birbirine paralel düzenlenen, tek bir istasyondan güç alan ve elektriksel olarak seri baglanan iki sira hücreyi içermekte olup buradaki düzenleme, iki sira hücrenin birincisinden geçen elektroliz akiminin daha sonra iki sira hücrenin ikincisinden ve iki sira hücrenin birincisindeki akisin tamamen tersi olan yönde geçmesi saglanacak biçimde ve dengeleme elektrik devresinin bu iki paralel hücre sirasinin asagisinda bir döngüyü olusturmasi saglanacak biçimde yapilmaktadir.

Bu, içlerinden zit yönlü elektrik akimlarinin geçtigi dengeleme devresi ve baglanti iletkenleri vasitasiyla es zamanli olarak saglanan manyetik dengeleme düsünüldügünde, bitisik iki elektrolitik hücre sirasinin ayni binaya yerlestirilecek biçimde birbirine yaklastirilabilmesi anlamina gelmektedir. Son olarak, alan ve yapisal maliyetler anlaminda kazanilanlar, dengeleme devresinin yapimi ve isletilmesinin maliyetine bagli olarak kaybedilenlerden fazladir.

Sekonder dengeleme elektrik devresi hücrelerin asagisinda bir döngüyü meydana getirdigi için, bunun yapiminda süper iletken malzemeden yapilma bir elektrik iletkeninin kullanilmasi avantajli hale gelmekte ve her seyden önemlisi, yine basvuru gibi, birkaç dönüsün seri olarak yapilmasi mümkün olmaktadir.

Avantajli bir durum olmak üzere elektrolitik hücre, iki uzunlamasina kenarinin her biri boyunca ve karsilik gelen uzunlamasina kenarin büyük ölçüde tüm uzunlugu üzerinde önceden belirlenmis araliklarla konumlandirilan bir dizi yükseltme ve baglama elektrik iletkenini içermektedir.

Her bir uzunlamasina kenar üzerinde, yükseltme ve baglama iletkenleri elektrolitik hücrenin uzunlamasina yönü boyunca düzenli araliklarla konumIandirilabilmektedir.

Bu sayede, manyetik alana ait uzunlamasina yatay bilesenin (yani hücrenin uzunluguna paralel olan yatay bilesenin) dengesi iyilestirilebilmektedir. 400 ila 1,000k Amper araligindaki bir akim siddetiyle çalisan bir hücre örnegin tercihen, iki uzunlamasina kenarinin her birinin tüm uzunlugu boyunca düzenli araliklarla konumlandirilmis 4 ila 40 adet yükseltme ve baglama iletkenini içerebilmektedir.

Ilerleme yönüne göre öncedeki konumda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri ile ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri elektrolitik hücreye ait uzunlamasina bir medyan düzlemden, yani hücrenin enlemesine yönüne büyük ölçüde dik olan ve bunu büyük ölçüde esit iki parçaya ayiran düzlemden esit mesafeli olarak yerlestirilebilmektedir.

Ilerleme yönüne göre öncedeki konumda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkeni ile ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkeni ifadeleriyle, sirasiyla elektrolitik hücrenin ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan veya ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan uzunlamasina kenari boyunca yerlestirilmis yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri kastedilmekte, burada ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan uzunlamasina kenar elektrolitik hücre sirasinin baslangicina en yakin olan kenara karsilik gelmekte ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan uzunlamasina kenar elektrolitik hücre sirasinin baslangicindan en uzak olan elektrolitik hücre uzunlamasina kenarina karsilik gelmekte ve ilerleme yönüyle ilgili olarak, elektrolitik hücre sirasi ölçeginde elektrik akiminin genel akis yönü temel alinmaktadir.

Tercih edilen bir uygulamaya göre, yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri, elektrolitik hücrenin medyan uzunlamasina düzlemine göre büyük ölçüde simetrik bir tarzda yerlestirilmektedir.

Baska bir deyisle, elektrolitik hücrenin iki uzunlamasina kenarindan biri boyunca uzanan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri, elektrolitik hücrenin uzunlamasina medyan düzlemine göre, yani hücrenin enlemesine yönüne büyük ölçüde dik olan ve bunu büyük ölçüde esit iki parçaya ayiran düzleme göre, söz konusu elektrolitik hücrenin karsi uzunlamasina kenari boyunca uzanan yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine büyük ölçüde simetrik olacak tarzda yerlestirilmektedir.

Böylece, sivilar içindeki yatay manyetik alan dagiliminin avantajli büyük ölçüde antisimetrik özelligi daha da gelistirilmektedir.

Tercih edilen bir kullanim yöntemine göre, elektrolitik hücrenin ilerleme yönüne göre öncesinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri ile elektrolitik hücrenin ilerleme yönüne göre sonrasinda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri arasindaki akim dagilimi, sirasiyla ilerleme yönüne göre önceki konumda %30-70 ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda %30-70, tercihen sirasiyla ilerleme yönüne göre önceki konumda %40-60 ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda %40-60 seklindedir.

Bu kullanim yöntemi, sivilar içindeki yatay manyetik alan dagiliminin avantajli büyük ölçüde antisimetrik özelliginin daha da gelistirilmesini mümkün hale getirmektedir.

Elektrolitik hücrenin ilerleme yönüne göre öncesinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri ile elektrolitik hücrenin ilerleme yönüne göre sonrasinda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri arasindaki akim dagilimi, tercihen sirasiyla ilerleme yönüne göre önceki konumda %45-55 ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda %45-55 seklindedir.

Böylece, sivilar içindeki yatay manyetik alan dagiliminin avantajli büyük Ölçüde antisimetrik özelligi daha da gelistirilmektedir.

Tercih edilen bir uygulamada, baglanti iletkenleri elektrolitik hücrenin asagisinda büyük ölçüde düz bir çizgi boyunca ve elektrolitik hücreye göre yalnizca enlemesine yönde uzanmaktadir.

Dolayisiyla, hücrenin uzunlamasina yönünde uzanan iletkenlerin uzunlugunun en aza indirgenmesi yoluyla, elektrik iletkenlerinin uzunlugu ve maliyeti azaltilmaktadir. Önceki teknige ait uygulamalarda bu uzunlamasina elektrik iletkenleri tarafindan üretilen manyetik alanlar da, özellikle kendinden dengelenmeli hücrelere nazaran azaltilmaktadir. Buna ek olarak, elektrolitik hücre sirasinin veya siralarinin her iki yaninda bos alan açilmakta, bu ise hücre/elektrik iletkeni setinin en azindan uzunlamasina olarak kapladigi alani azaltmakta ve her elektrolitik hücre ve daha belirgin bir ifadeyle pota kovani boyunca bosluk açilmasinin öngörülmesini mümkün hale getirmekte, bu da bunlarin yükseltilmesinden daha az pahali bir yaklasim olmaktadir.

Dengeleme elektrik devresi, elektrolitik hücrelerin enlemesine eksenine büyük ölçüde paralel olarak uzanan elektrik iletkenlerini içerebilmektedir.

Bir uygulamaya göre, dengeleme elektrik devresi, birbirinden bagimsiz bir dizi sekonder dengeleme elektrik alt devresini olusturan elektrik iletkenlerine yer vermektedir.

Elektroliz akiminin siddetinden bagimsiz olarak degisebilen siddete sahip bir dengeleme akimi, bu sekonder dengeleme elektrik alt devrelerinin her biri içinden akmaktadir.

Bagimsiz sekonder dengeleme elektrik alt devreleri ifadesiyle kastedilen, diger sekonder dengeleme elektrik alt devrelerine elektriksel olarak bagli olmayan ve diger sekonder dengeleme elektrik alt devrelerininkinden ayri bir güç istasyonundan güç verilebilen alt devrelerdir.

Böylece bu yapi, örnegin bir hücrenin zarara ugramasi ve buna bagli olarak hücrenin hasar görmesi ve/veya bir veya daha fazla sekonder dengeleme elektrik alt devresinin kopmasi neticesinde herhangi bir sorunun ortaya çikmasi durumunda, diger hasar görmemis sekonder dengeleme elektrik alt devrelerinin her biri içinden akan dengeleme akiminin siddetinin elektroliz akimi akisinin meydana getirdigi manyetik alani dengeleyecek biçimde ayarlandigi “düsük” bir isletim modunda üretime devam edilmesi olasiligini sunmaktadir. Dolayisiyla, sekonder dengeleme elektrik alt devreleri içinden birinin olasi islev bozukluguna karsin, performans yüksek kalabilmektedir.

Dengeleme elektrik devresi, elektrolitik hücrelerin asagisinda birkaç paralel ve/veya seri dönüsü meydana getiren elektrik iletkenlerini içerebilmektedir.

Bir olasiliga göre, dengeleme elektrik devresi elektrolitik hücrelerin asagisinda paralel olarak uzanan elektrik iletkenlerini içermektedir.

Dengeleme elektrik devresine ait elektrik iletkenleri elektrolitik hücrelere ait enlemesine bir medyan düzleme, yani elektrolitik hücrelerin uzunlamasina yönüne büyük ölçüde dik olan ve hücreleri büyük ölçüde esit iki parçaya ayiran düzleme göre büyük ölçüde simetrik olarak düzenlenebilmektedir.

Bir olasiliga göre, dengeleme elektrik devresini veya uygun olmasi halinde sekonder dengeleme elektrik alt devrelerini olusturan elektrik iletkenleri elektrolitik hücrelerin asagisinda uzanmakta ve birlikte, iki ile on iki arasinda ve tercihen üç ile on arasinda paralel elektrik iletkenini içeren bir katmani meydana getirmektedir.

Avantajli bir durum olmak üzere, söz konusu elektrik iletkenleri elektrolitik hücrelerin enlemesine medyan ekseninden büyük ölçüde esit mesafelidir ve bu eksene göre büyük ölçüde simetrik olarak yerlestirilmektedir.

Dolayisiyla, istenmeyen manyetik alana yönelik dengeleme daha da iyilestirilmektedir.

Bulusa uygun alüminyum izabe firinindaki ve alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik yöntemdeki manyetik telafi veya dengeleme prensibi, alüminyum izabe firininda tamamiyla modüler sekilde yapilmasi mümkün olan bir iletken devresinin elde edilmesini mümkün hale getirmektedir. Her bir modül örnegin dengeleme elektrik devresine ait bir elektrik iletkenini ve her bir elektrolitik hücreyle iliskili belirli sayida baglanti iletkenini ve yükseltme ve baglama iletkenini içerebilmektedir. Iletkenlere ait devre ve dolayisiyla her bir hücre, hücrelerin uzunlugunu ve hücreler içinden geçen akimin siddetini belirleyen belirli bir modül sayisini içerebilmektedir. Önceki teknikte bilinen kendinden dengelenmeli tipteki hücrelerde veya hücre kenarlari boyunca düzenlenmis manyetik dengeleme devreleri tarafindan dengelenen hücrelerde söz konusu olan, iletken devrelerinin tamamen yeniden tasarlanmasini gerektirecek uzatma durumunun aksine, tasarim sirasinda seçilen hücre basina modül sayisi veya bu tür modüllerin ilave edilmesi yoluyla seçilen hücre uzunlugu hücrelerin manyetik dengesini bozmamaktadir. Dolayisiyla, hücreler uzatildigi zaman iletken devresini olusturan malzemenin miktarinin hücrelerin üretim yüzey alanina orani kötülesmemekte, bu oran modüllerin sayisi ve hücrelerin içinden geçen akim siddetiyle orantili biçimde artmaktadir. Böylece hücreler sirf ihtiyaca bagli olarak uzatilabilmekte ve içlerinden geçen akimin siddeti kisitlanmamis olmaktadir. Bu durumda ise, hücrelerin içinden geçen akimin siddetinin 1,000 k Amper degerinin üzerine, hatta 2,000 k Amper degerine kadar yükseltilmesi mümkün hale gelmektedir.

Bir uygulamaya göre, elektrolitik hücrenin iki uzunlamasina kenarindan biri boyunca uzanan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri, bir önceki veya sonraki ayri bir elektrolitik hücrenin bitisik uzunlamasina kenari üzerinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine göre kademeli bir düzenlemeye sahiptir.

Baska bir deyisle, bir elektrolitik hücreye (N) ait ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri, diger elektrolitik hücreye (N-1, yani bir önceki elektrolitik hücreye) ait ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine göre kademeli bir düzenlemeye sahiptir.

Bu ayni zamanda, ayni mesafe üzerinde daha fazla seri elektrolitik hücrenin elde edilmesi ve buna bagli olarak performansin artirilmasi amaciyla ya da bir elektrolitik hücre sirasinin uzunlugunun azaltilmasi ve böylece alan kazanilmasi ve hatta daha fazla yapisal tasarruf saglanmasi amaciyla, elektrolitik hücrelerin birbirine mümkün oldugu kadar yaklastirilmasini olanakli hale getirmektedir.

Bulusa uygun alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik tercih edilen bir yöntem uyarinca, elektroliz akiminin (li) siddetinin %70'i ila %130'u seviyesinde ve tercihen elektroliz akiminin (l1) siddetinin %80'i ila %120'si seviyesinde bir dengeleme akimi. dengeleme elektrik devresi içinden geçmektedir.

Buna göre, alüminyum izabe firininin elektrolitik hücrelerin asagisinda tek bir dönüs yapan bir elektrik iletkeni tarafindan olusturulan bir dengeleme elektrik devresini içermesi halinde, bu dengeleme devresi içinden geçen dengeleme akiminin siddeti, elektroliz akiminin siddetinin %70'i ila %130'u seviyesinde olabilmektedir.

Ayrica, alüminyum izabe firininin elektrolitik hücrelerin asagisinda seri olarak üç dönüs yapan süper iletken malzemeden yapilma bir elektrik iletkeni tarafindan olusturulan bir dengeleme elektrik devresini içermesi halinde, elektrik iletkeni içinden geçen dengeleme akiminin siddeti, elektroliz akimi siddetinin %70'i ila %130lunun üçte biri seviyesinde olabilmektedir.

Baska bir örnege göre, dengeleme elektrik devresinin, her biri seri olarak yirmi dönüs yapan ve her biri süper iletken malzemeden yapilma elektrik iletkenlerine yer veren üç tane sekonder dengeleme elektrik alt devresi tarafindan olusturulmasi halinde, bu üç sekonder dengeleme elektrik alt devresinin her biri içinden geçen dengeleme akiminin siddeti, elektroliz akimi siddetinin %701 ila %1307unun altmista biri seviyesinde olabilmektedir.

Bir uygulamaya göre, her bir katot çikisi pota kovanini yalnizca, elektrolitik hücrenin uzunlamasina yönüne dik olan düsey bir düzlemde terk etmektedir.

Katot çikislari, elektrolitik hücreye ait pota kovaninin tabani içinden geçmektedir. Katot çikislarinin elektrolitik hücrenin kenarlarindan disari geçmek yerine tabanina yerlestirilmesi gerçegi, baglanti iletkenlerinin uzunlugunu ve dolayisiyla sivilar içindeki yatay akimlari azaltmakta, bu ise daha iyi MHD kararlilik etkisini saglamaktadir.

Baglanti elektrik iletkenleri, elektrolitik hücrenin enlemesine yönüne büyük ölçüde paralel olarak düz bir çizgi halinde bir sonraki elektrolitik hücrenin yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine dogru uzanabilmektedir.

Yukarida belirtildigi gibi, bulusa uygun alüminyum izabe firinindaki ve alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik yöntemdeki manyetik telafi veya dengeleme prensibi, elektrolitik hücrelerin uzatilmasi yoluyla, elektrolitik hücrelerin içinden geçen akimin siddetinin ihtiyaca göre ve herhangi bir manyetohidrodinamik sorun söz konusu olmaksizin artirilmasini mümkün hale getirmektedir. Bu baglamda, teknigin bilinen durumuna uygun bir elektrolitik hücre, pota kovaninin ve anotlarin yukarisinda elektrolitik hücreyi uzunlamasina kat eden bir üst yapiya yer vermektedir. Üst yapi özellikle, uzunlamasina uçlarinin her birinde ayaklari üzerinde duran bir kirisi içermektedir. Bu kiris, yine pota kovaninin ve anotlarin yukarisinda uzunlamasina uzanan, anot gruplarini destekleyen, anot gruplarinin baglandigi bir anot çerçevesini desteklemektedir. Dolayisiyla, teknigin bilinen durumuna uygun bir elektrolitik hücrenin uzunlugunun artirilmasi, üst yapinin uzunlugunun ve dolayisiyla kirisi destekleyen ayaklar arasindaki kiris açikliginin artmasiyla sonuçlanmakta ve üst yapi tarafindan desteklenmesi gereken agirligi artirmaktadir. Dolayisiyla, teknigin bilinen durumuna uygun bir elektrolitik hücreye ait üst yapinin uzunlugunun sinirli ölçüde artirilmasi, bulusa uygun alüminyum izabe firinindaki ve alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik yöntemdeki manyetik telafi veya dengeleme prensibinin sagladigi olanaklari kisitlamaktadir. Bilinen üst yapilar kirisi destekleyen bir veya daha fazla ara kemere yer vermekteyse de, pota kovani ve anotlarin yukarisinda enlemesine uzanan bu tür ara kemerler havalelidir ve hücreler üzerinde yapilan özellikle anotlarin degistirilmesi gibi islemleri karmasik hale getirmektedir.

Bulusun özellikle avantajli bir uygulamasina göre, anot grubuna yönelik destek, elektrolitik hücreye göre enlemesine uzanan ve elektrolitik hücrenin her bir yaninda iki uzunlamasina kenarin her birinde desteklenen ve bunlara elektriksel olarak baglanan bir çapraz elemani içermektedir.

Dolayisiyla, yükseltme ve baglama iletkenleri ile anot grubu arasindaki elektrik baglantisi elektrolitik hücrenin uzunlamasina kenarlari üzerinde yapilmakta ve anot grubunun mekanik olarak desteklendigi yer de bu konum olmaktadir.

Anot grubu artik, pota kovaninin ve anotlarin yukarisinda elektrolitik hücrenin üzerinden uzunlamasina geçen bir üst yapi vasitasiyla desteklenmemekte ve elektriksel olarak baglanmamakta ve bu, elektrolitik hücrelerin uzunlugunun, bulusa uygun alüminyum izabe firininin kullanilmasina yönelik yöntemdeki manyetik telafi veya dengeleme prensibinin sagladigi olanaklarin avantajindan tam olarak yararlanilmasi için artirilmasini mümkün hale getirecek bir özellik olmaktadir.

Baska bir uygulamaya göre, yükseltme ve baglama iletkenleri anotun veya anotlarin yukarisinda uzanmaksizin, pota kovaninin her bir yaninda uzanmaktadir. üzerine izdüsümünün yapilmasi yoluyla elde edilen yüzeyin düsey olarak çevrilmesi sonucunda olusturulan bir hacmin içerisinde” anlamina gelir sekilde kullanilmaktadir.

Düsey olarak yukari tasinmis olan bir anot kendisinin baglanmasi amaciyla kullanilan herhangi bir bilesenle karsilasmadigindan, bu tür bir uygulama avantajli bir biçimde, söz konusu anodun düsey olarak yukari hareket ettirme yoluyla degistirilmesine olanak tanimaktadir. Anodun konumlandirilmasi ve geri çekilmesindeki bu basitlestirme sayesinde de, bulusa uygun alüminyum izabe firininin yönetimi ve isletiminde tasarruflar saglanmaktadir.

Böylece yükseltme ve baglama iletkenlerinin uzunlugu, tipik olarak hücrenin merkezi uzunlamasina kismi boyunca söz konusu hücrenin yukarisinda uzanan klasik tipteki yükseltme ve baglama iletkenlerinin kullanilmasi durumuna kiyasla azaltilmaktadir. Bu ise, üretim maliyetlerinin düsürülmesine yardimci olmaktadir.

Daha belirgin bir ifadeyle, yükseltme ve baglama iletkenleri anot gruplarina, bir pota kovaninin kenarlarinin yukarisinda baglanmaktadir.

XY düzlemi üzerine izdüsümünün yapilmasi yoluyla elde edilen yüzeyin düsey olarak çevrilmesi sonucunda olusturulan bir hacmin içerisinde” anlamina gelir sekilde kullanilmaktadir.

Avantajli bir durum olmak üzere, yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri, elektrolitik hücrede mevcut sivilarin yüzeyini içeren büyük ölçüde yatay bir düzlemin üzerinde, 0 ile 1.5 metre arasindaki bir yükseklige (h) kadar uzanmaktadir.

Böylece, bu yükseltme ve baglama iletkenlerinin uzunlugu, iki metreden fazla bir yükseklige kadar uzanan klasik tipteki yükseltme ve baglama iletkenlerine kiyasla önemli derecede azaltilmaktadir.

Bulus ayrica, yukarida ifade edilen özelliklere sahip olan ve yukarida ifade edilen özelliklere sahip yöntemden yararlanan bir alüminyum izabe firinindaki elektrolitik hücrelerde mevcut alüminyum oksidin karistirilmasina yönelik bir prosesle de ilgili olup proses asagidaki adimlari içermektedir: - Alüminyum oksidin en az bir özelliginin analiz edilmesi, - analiz edilen söz konusu en az bir özellige göre dengeleme elektrik devresinde akmasi gereken dengeleme akiminin siddetine iliskin bir degerin belirlenmesi, - dengeleme akiminin (Iz) siddetinin önceki asamada belirlenen siddet degerine göre farklilik göstermesi durumunda, dengeleme akiminin ([2) siddetinin bu degere sahip olacak sekilde degistirilmesi.

Dolayisiyla bulusa uygun proses, alüminyum oksidin daha iyi bir performans elde edilmesi saglanacak biçimde karistirilmasina yardimci olan kontrollü MHD kararsizliklarin meydana getirilmesi için, dengeleme akiminin (Iz) siddetinin artiilmasi veya azaltilmasi yoluyla, manyetik dengelemenin degistirilmesini mümkün hale getirmektedir. Bu tür bir proses özellikle, hücreleri manyetik olarak çok kararli hale getiren yukarida açiklanan elektrik iletkeni konfigürasyonunda yararlidir.

Alüminyum oksidin analiz edilen özellikleri bilhassa alüminyum oksidin banyo içinde çözünme kabiliyeti, alüminyum oksidin akiskanligi, çözünürlügü, flor içerigi, nem içerigi, vs. seklinde olabilmektedir. Örnegin bu alanda deneyimli bir kisinin dengeleme akimi (Iz) ile alüminyum oksit özellikleri arasindaki optimum uygunluklari deneme ve kaydetme yoluyla ürettigi bir nomograf kullanilarak, dengeleme akiminin siddetine iliskin arzu edilen bir deger, alüminyum oksidin analiz edilen özellikleriyle iliskili olarak belirlenebilmektedir. Burada, arzu edilen MHD kararsizliklarin nicel olarak tayin edilmesi söz konusudur.

Alüminyum izabe firininin sürekli isletiminde kullanilmak üzere mevcut alüminyum oksidin farkli kalitede olmasi, özellikle daha çok veya daha az macunsu olmasi ve dolayisiyla elektroliz banyosu içinde çözünme konusunda farkli kabiliyetlere sahip olmasi durumu ortaya çikabilmektedir. Bu durumda sivilarin elektrolitik hücrelerdeki hareketi, alüminyum oksidin çözünmesine destek saglanmasi amaciyla karistirilmasinda kullanilabileceginden, bir avantajdir. Kendinden dengelenmenin söz konusu oldugu durumda, özellikle sivilarin hareketine yol açan manyetik alan elektroliz akiminin kendisi tarafindan dogrudan dengelenmekte ve baglanti iletkenlerinin izledigi yol tarafindan uygulanan ve sabitlenen bir manyetik alan dagilimi söz konusu olmaktadir. Dolayisiyla kendinden dengelenmenin söz konusu oldugu alüminyum izabe firinlarinda, çözünme veriminin artirilmasi amaciyla alüminyum oksidin hücreler içinde karistirilma siddetinin artirilmasi için manyetik alan dengelemesine kasitli ve geçici bir dengesizligin eklenmesi mümkün degildir. Böylece elde yalnizca, çözünme konusunda normalden fazla güçlügü olan alüminyum oksit mevcut oldugu zaman, kendinden dengelenmeli alüminyum izabe firinlarinin performansi büyük ölçüde etkilenebilmektedir.

Bu bulusun diger özellik ve avantajlari, ekli çizimlere atifta bulunularak sinirlayici olmayan bir örnek halinde sunulan özel bir uygulamaya iliskin asagidaki açiklamadan asikar hale gelecek olup bu çizimlerde: - Sekil 1, teknigin bilinen durumuna uygun bir alüminyum izabe firininin sematik bir görünüsüdür.

- Sekil 2, teknigin bilinen durumuna uygun ardisik iki elektrolitik hücrenin yandan sematik bir görünüsüdür.

- Sekil 3, Sekil 2'deki iki hücrede içerisinden elektroliz akiminin geçtigi elektrik devresine ait bir hat semasidir.

- Sekil 4, teknigin bilinen durumuna uygun bir elektrolitik hücrenin, uzunlamasina düsey bir düzlemi boyunca alinmis kesit halindeki sematik bir görünüsüdür.

- Sekil 5, bulusun bir uygulamasina uygun bir alüminyum izabe firininin sematik bir görünüsüdür.

- Sekil 6. bulusa uygun bir alüminyum izabe firinindaki ardisik iki hücrede içerisinden elektroliz akiminin geçtigi elektrik devresine ait bir hat semasidir.

- Sekil 7, bulusun bir uygulamasina uygun bir alüminyum izabe firinindaki bir elektrolitik hücrenin, uzunlamasina düsey bir düzlemi boyunca alinmis kesit halindeki bir görünüsüdür.

- Sekil 8, bulusun bir uygulamasina uygun bir alüminyum izabe firinindaki elektrolitik hücrelerin olusturdugu bir sirada yer alan ardisik üç elektrolitik hücrenin yandan sematik bir görünüsüdür.

- Sekil 9, bulusa uygun bir alüminyum izabe firinindaki ardisik iki hücrede içerisinden elektroliz akiminin geçtigi elektrik devresine ait bir hat semasidir.

Sekil 1, teknigin bilinen durumuna uygun bir alüminyum izabe firinini (100) göstermektedir. Alüminyum izabe firini (100), olusturduklari siranin uzunluguna göre enlemesine düzenlenmis elektrolitik hücreleri içermektedir. Burada hücreler iki paralel sira (101, 102) halinde hizalanmakta ve içlerinden bir elektroliz akimi (lmc) geçmektedir. Bir hücreden digerine ve bitisik sirada gerçeklesen elektroliz akimi (Im) akisi neticesinde üretilen manyetik alani dengelemek üzere, iki tane sekonder elektrik akimiyla (lmc) ayni yönde akan akimlar (I104, hos), sirasiyla ilgili devrelerin (104, 106) içinden geçmektedir. Güç istasyonlari (108), elektrolitik hücre serisine ve sekonder elektrik devrelerine (104, 106) güç saglamaktadir. Bu örnege göre, 500 kA'Iik siddetteki bir elektroliz akimi için, “sira sonu" manyetik bozulmalar da hesaba katildiginda, güç istasyonlarina (108) en yakin elektrolitik hücreler ile güç istasyonlari (108) arasindaki uçlari ötesine uzanma mesafesi (D300) 45 m seviyesindedir; bir sira ile digeri arasindaki manyetik bozulmalarin sinirlanmasi amaciyla, iki sira (101, 102) arasindaki mesafe (D200) ise 85 m seviyesindedir.

Açiklamanin bir elektrolitik hücreyle ilgili Kartezyen referans çerçevesi bakimindan yapildigi vurgulanmakta olup bu çerçevede, X ekseni elektrolitik hücrenin enlemesine dogrultusunda yönlendirilmekte, Y ekseni elektrolitik hücrenin uzunlamasina dogrultusunda yönlendirilmekte ve Z ekseni elektrolitik hücrenin düsey dogrultusunda yönlendirilmektedir. Uzunlamasina, düsey ve enlemesine dogrultular, yönler, planlar ve hareketler bu standarda göre tanimlanmaktadir.

Sekil 2, bir hücre sirasi içindeki iki ardisik klasik elektrolitik hücreyi (200) göstermektedir. Sekil 2'de gösterildigi gibi, elektrolitik hücre (200) iç kismi refrakter malzemelerle (202) astarlanmis bir pota kovanini (201) ve tabaninda bir alüminyum katmaninin (210) olustugu bir elektrolit banyosuna (208) daldirilmis bir katodu (204) ve anotlari (206) içermektedir. Katot (204), katot çikislari (212) seviyesinde pota kovaninin (201) kenarlarindan geçen katot iletkenlerine (205) elektriksel olarak baglanmaktadir.

Katot çikislari (212), elektroliz akimini bir sonraki elektrolitik hücrenin yükseltme ve baglama iletkenlerine (213) yönlendiren baglanti iletkenlerine (214) baglanmaktadir.

Sekil 2,de gösterildigi gibi, bu yükseltme ve baglama iletkenleri (213) tek tarafta, elektrolitik hücrenin (200) ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan kenari boyunca ve ardindan hücrenin merkezi uzunlamasina kismi ölçüsünde anotlarin (206) yukarisinda uzanmaktadir.

Sekil 3, Sekil 2“de gösterilen hücrelerin (200) her birinde ve bitisik iki hücre arasinda elektroliz akiminin (Imo) kat ettigi yolu sematik olarak göstermektedir. Özellikle, elektroliz akiminin (lioo) bir hücreye ait anot grubuna dogru asimetrik olarak yükseldigi dikkati çekecek olup bunun nedeni, bu yükselmenin, sira içinde elektroliz akiminin (lmc) genel akis yönüne göre, yalnizca hücrelerin öncesindeki konumda (Sekil 2 ve 3'teki hücrelerin solunda) gerçeklesmesidir.

Sekil 4 klasik bir hücrenin (200) kesit görünüsünü sunmakta olup burada, elektroliz akiminin (I1oo) bir hücreden (200) digerine dogru ve bitisik siradaki akisi tarafindan üretilen manyetik alanin dengelenmesine yönelik sekonder elektrik devrelerini (104, 106) olusturan elektrik iletkenlerinin, hücrenin (200) yanlarinda yer aldigi görülecektir.

Sekil 5, bulusun bir uygulamasina uygun bir alüminyum izabe firinini (1) göstermektedir. Alüminyum izabe firini (1) büyük ölçüde dikdörtgen biçimli olan, elektroliz yoluyla alüminyumu üretmesi amaçlanan ve bir veya daha fazla sira halinde hizalanabilen, buradaki örnek durumda ise bir elekroliz akiminin (li) beslendigi seri olarak bagli büyük ölçüde paralel iki sira halinde hizalanmis olan bir dizi elektrolitik hücreyi (50) içermektedir.

Elektrolitik hücrelerin (50), meydana getirdikleri siraya göre enlemesine düzenlendigine dikkat edilmesi önemlidir. Enlemesine düzenlenmis elektrolitik hücre (50) ifadesiyle, en büyük boyutu olan uzunlugu elektroliz akiminin (l1) aktigi genel yöne, yani elekroliz akiminin (I1) elektrolitik hücrelerde (50) sira ölçeginde aktigi yöne büyük ölçüde dik olan bir elektrolitik hücrenin (50) kastedildigi dikkati çekecektir.

Alüminyun izabe firini (1) ayrica, içerisinden bir dengeleme akiminin (Iz) geçtigi bir dengeleme elektrik devresini (6) içermektedir. Sekil 1,de gösterilen devrelerin (104, 106) aksine, dengeleme elektrik devresinin (6) elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda uzandigina dikkat edilmesi önemlidir. Dengeleme akiminin (Iz), elektroliz akimina (I1) zit olan yönde aktigi da dikkati çekecektir. Sekil 5'teki dengeleme elektrik devresi (6) daha belirgin biçimde, elektrolitik hücrelere (50) ait siralarin asagisinda bir döngüyü meydana getirmektedir.

Avantajli bir durum olmak üzere, güç istasyonlarinin (8) olusturdugu bir set, elektrolitik hücrelere (50) ve dengeleme elektrik devresine (6) bagimsiz olarak güç temin etmektedir. Baska bir deyisle, dengeleme elektrik devresi (6), içerisinden elektroliz akiminin (li) aktigi ana elektrik devresinden (7) ayri olan bir sekonder dengeleme elektrik devresidir.

Dengeleme akiminin (Iz) siddeti, elektroliz akimindan (I1) bagimsiz olarak degismektedir. Dolayisiyla dengeleme akiminin (Iz) siddeti, elektroliz akiminin (l1) siddetinin degistirilmesi mutlaka sart olmadan degistirilebilmektedir.

Sekil 8, alüminyum izabe firinindaki (1) ardisik üç elektrolitik hücreyi (50) göstermektedir. Klasik tarza uygun olarak elektrolitik hücreler (50), metalden ve örnegin çelikten yapilma olabilen takviye besikleriyle (61) ve refrakter malzemelerden yapilma bir iç astarla (62) donatilmis bir pota kovanini (60) içermektedir.

Elektrolitik hücreler (50) bir destege (53) (buradaki durumda enlemesine yatay bir çubuk) ve özellikle karbon malzemeden yapilan ve daha özel bir ifadeyle önceden pisirilmis tipte olan en az bir anoda (52) yer veren bir dizi anot grubunu, elektroliz akimini (li) anotlara (52) yönlendirmek üzere teknigin bilinen durumuna uygun elektrolitik hücrenin (200) aksine elektrolitik hücrelerden (50) her birinin her bir yaninda uzanan yükseltme ve baglama iletkenlerini (54) ve elektroliz akimini (I1) toplayarak pota kovaninin (60) tabanindan geçen ve baglanti iletkenlerine (57) baglanan katot çikislarina (58) yönlendirmek üzere içerisinden katot iletkenlerinin (55) geçtigi, karbon malzemeden yapilma birkaç katot blogundan meydana getirilebilen bir katotu (56) içermekte olup söz konusu baglanti iletkenleri (57) de, elektroliz akimini bir sonraki elektrolitik hücrenin (50) yükseltme ve baglama iletkenlerine (54) tasimaktadir. Anot gruplari, anotlar asindikça periyodik olarak çikarilacak ve degistirilecek biçimde tasarlanmaktadir.

Katot iletkenleri (55), katot çikislari (58) ve baglanti iletkenleri (57) örnegin alüminyum, bakir ve/veya çelikten yapilma metal çubuklar seklinde olabilmektedir.

Sekil 6, bulusa uygun alüminyum izabe firinindaki (1) ardisik iki elektrolitik hücrede (50) elektroliz akiminin (I1) izledigi yolu sematik olarak göstermektedir. Sekil 3'Ie kiyaslandiginda, burada elektroliz akiminin (l1) avantajli bir biçimde elektrolitik hücrenin (50) iki uzunlamasina kenari boyunca yükseldigi kolaylikla görülecektir. içerisinden dengeleme akiminin (Iz), elektroliz akiminin (li) bir hücreden (50) sonrakine dogru genel akis yönüne zit olan bir yönde geçtigi dengeleme devresinin (6) elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda mevcut oldugu da dikkati çekecektir.

Sekil 9, bulusa uygun alüminyum izabe firinindaki (1) ardisik iki elektrolitik hücrede (50) elektroliz akiminin (li) izledigi yolu sematik olarak göstermekte ve katot çikislarinin (58) pota kovanini (60) daha klasik tarzda, pota kovaninin (60) kenarlarinda terk etmesi bakimindan, Sekil 6'ya göre farklilik arz etmektedir.

Sekil 7, alüminyum izabe firinindaki (1) bir elektrolitik hücrenin (50) kesit görünüsünü sunmaktadir. içerisinden dengeleme akiminin (Iz), elektroliz akiminin (I1) bir hücreden (50) sonrakine dogru genel akis yönüne zit olan bir yönde geçtigi dengeleme devresinin (6) elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda mevcut oldugu da dikkati çekecekün Sekil 7'deki örnege göre, dengeleme devresinin (6) ayni büyük ölçüde yatay düzlemde (XY) yer alan büyük ölçüde esit aralikli olarak düzenlenmis üç iletkene yer veren bir katmani olusturdugu da dikkati çekecektir ve ayrica bu katmandaki iletkenler, bir enlemesine medyan düzleme (XZ) göre büyük ölçüde simetrik olarak uzanabilmektedir.

Hücreye yönelik elektrik iletkenlerinin olusturdugu devre ve alüminyum izabe firini avantajli biçimde modüler tarzda yapilabilmektedir. Sekil 7 özellikle, üç tane özdes modülden (M) meydana getirilmis bir hücreyi göstermektedir. Bu örnekte her bir modül, pota kovanina ait üç tane bitisik besigin (61) arasinda yer alan baglanti iletkenlerini (57) ve büyük ölçüde modülün merkezi besiginin (61) asagisinda yer alan dengeleme devresine (6) yönelik bir iletkeni içermektedir. Modüle karsilik gelen elektroliz akiminin siddetinin %Soisi ila %1507si seviyesindeki bir akim, modülün dengeleme devresine (6) ait iletkenin içinden geçmektedir. Hücrenin manyetik kararliligi modül bazinda temin edildiginden, hücrenin kararliligi hücreye yönelik elektrik iletkenlerinin olusturdugu devreyi ve alüminyum izabe firinini meydana getiren modüllerin sayisina bagli degildir.

Böylece, alüminyum izabe firininin yapimi için arzu edilen sartlarin karsilanmasi amaciyla modüller ilave edilerek, hücrelerin uzunlugu ve akim siddeti basit bir biçimde ayarlanabilmektedir.

Sekil 8'de gösterildigi gibi, yükseltme ve baglama iletkenleri (54) elektrolitik hücrelerin (50) her bir uzunlamasina kenari boyunca yukari dogru ve örnegin büyük ölçüde düsey olarak uzanmaktadir. Elektrolitik hücrelerin (50) uzunlamasina kenarlari, enlemesine yöne (X) büyük ölçüde dik olan en büyük boyuta sahip kenarlara karsilik gelmektedir.

Ilerleme yönüne göre önceki konumda ve sonraki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenleri (54) ayrica, elektrolitik hücreye (50) ait bir medyan düzlemden (YZ) esit mesafeli olarak düzenlenebilmektedir.

Ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenleri (54), elektrolitik hücrelerin (50) medyan düzlemine (YZ) göre, ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenlerine (54) büyük ölçüde simetrik olabilmektedir.

Sekilde gösterilmemekle birlikte, elektrolitik hücrelerden (50) birine ait olan ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenleri (54), sirada bir önceki elektrolitik hücreye (50) ait olan ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenlerine (54) göre kademeli bir tarzda düzenlenebilmektedir.

Sekil 8 ayrica, yükseltme ve baglama iletkenlerinin (54) pota kovaninin (60) her iki tarafinda, anotlarin (52) yukarisinda uzanmaksizin, yani yatay bir düzlemdeki anotlarin yüzey alanindan düsey olarak izdüsümü yapilan bir hacim içinde uzanmaksizin ilerledigini de göstermektedir.

Yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerinin (54), sivilarin (63) üzerinde yaklasik 0 ile 1.5 metre arasindaki bir yükseklikte (h) uzandigi da dikkati çekecektir.

Ayrica anot grubuna yönelik destek (53), elektrolitik hücreye (50) göre enlemesine uzanan ve elektrolitik hücrenin (50) her bir yanindaki iki uzunlamasina kenarin her birinde desteklenen ve bu kenara elektriksel olarak baglanan bir çapraz elemani da içermektedir.

Elektrolitik hücrelere (50) ait ilerleme yönüne göre önceki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenleri (54) ile elektrolitik hücrelere (50) ait ilerleme yönüne göre sonraki konumda yer alan yükseltme ve baglama iletkenleri (54) arasindaki elektroliz akimi (li) dagiliminin, örnegin sirasiyla %30 ila %70 oraninda önceki konum ve %70 ila biçimde, bu akim dagilimi sirasiyla %40 ila %60 oraninda önceki konum ve %60 ila önceki konum ve %55 ila %45 oraninda sonraki konum seklinde olabilmektedir. Baska bir deyisle, akim dagilimi %50 arti eksi %20 önceki konum ve geri kalani sonraki konum, tercihen %50 arti eksi %10 önceki konum ve geri kalani sonraki konum ve bunun da ötesinde tercih edilen durumda %50 arti eksi %5 önceki konum ve geri kalani sonraki konum seklindeki bir seviyede olabilmektedir.

Sekil 8'de gösterildigi gibi, katot çikislari (58) ve baglanti iletkenleri (57) yalnizca, elektrolitik hücrelerin (50) uzunlamasina yönüne (Y) dik bir düsey düzlemde (XZ) uzanabilmektedir. Özellikle, katot çikislari (58) yalnizca büyük ölçüde düsey olarak uzanabilmektedir.

Katot çikislari (58) elektrolitik hücrelere (50) ait pota kovaninin (60) tabani içinden geçebilmekte ve baglanti iletkenleri (57) elektrolitik hücreler (50) arasinda, avantajli bir biçimde elektrolitik hücrelerin (50) enlemesine yönüne (X) büyük ölçüde paralel bir düz çizgi boyunca ve bir sonraki elektrolitik hücrenin (50) yükseltme ve baglama iletkenlerine (54) dogru uzanabilmektedir.

Elektrolitik hücrelerin (50) asagisindan geçen ve sahip oldugu dengeleme akimi (Iz) elektrik akimina (I1) ters bir yönde akan bir dengeleme elektrik devresi (6) ile elektrolitik hücrelerin (50) karsilikli iki uzunlamasina kenari üzerinde uzanan yükseltme ve baglama iletkenlerinin (54) birlikteligi, hücrelerin asagisindan geçen elektrik akimi iletkenleri tarafindan ve dengeleme elektrik devresi iletkenleri tarafindan üretilen manyetik alanlar birbirini sifirladigi için, elektrolitik hücrelerde (50) mevcut sivilarin kararli hale getirilmesini ve bir siranin sonundaki elektrolitik hücrelerde (50) söz konusu bozulmalarin sinirlanmasini mümkün hale getirmektedir.

Manyetik alanlarin birbirini uygun sekilde sifirlamasinin saglanmasi ve hücrelerin kararliliginin temin edilmesi bakimindan, dengeleme devresi içinden akan dengeleme akiminin siddeti avantajli bir biçimde elektroliz akiminin (I1) siddetinin %50 ila %150'si seviyesinde, tercihen elektroliz akiminin (I1) siddetinin %70 ila %130'u seviyesinde ve bunun da ötesinde tercih edilen durumda elektroliz akiminin (I1) siddetinin %80 ila Sonuç olarak, siralar arasindaki mesafeler ve elektroliz devresinin ve dengeleme elektrik devresinin (6) uzunluklari düsürülebilmektedir. Ayrica yine Sekil 5'e bakilacak olursa, güç istasyonlarina (8) en yakin elektrolitik hücreler (50) arasindaki mesafe (D1) ve/veya dengeleme elektrik devresinin (6) bir siranin uçlari ötesine uzanma mesafesi (D3) 30 m'den az veya bu degere esittir, örnegin 20 m'den az veya bu degere esittir ve tercihen 10 m'den az veya bu degere esittir, iki sira arasindaki mesafe (Dz) ise 40 m”den az veya bu degere esittir, örnegin 30 m'den az veya bu degere esittir ve tercihen m'den az veya bu degere esittir. Sekil 5'te gösterildigi gibi, bulusa uygun alüminyum izabe firinindaki (1) iki sira böylece ayni binaya (12) yerlestirilebilmekte, bu ise çok önemli yapisal tasarruflarin saglanmasini mümkün hale getirmektedir.

Tercihen dengeleme elektrik devresi (6) hücrelerin (50) asagisinda uzanmakta ve büyük ölçüde esit aralikli olarak düzenlenen ve hücrelerin (50) enlemesine medyan eksenine (X) göre büyük ölçüde simetrik olarak dagitilan iki ile on iki arasinda ve tercihen üç ile on arasinda paralel elektrik iletkenine yer veren bir katmani olusturmaktadir. Dolayisiyla, paralel iletkenlerden olusan bu katmandaki iletkenler arasindan örnegin esit dagilimli tarzda geçen dengeleme akimi (Iz), hücrenin (50) tüm uzunlugu altinda daha iyi dagitilmaktadir. Tüm uzunlugu boyunca hücrenin (50) asagisina dagitilan, içlerinden elektroliz akiminin (I1) geçtigi baglanti iletkenleri (57) tarafindan üretilen manyetik alanlar da daha iyi dengelenmektedir.

Dengeleme elektrik devresini (6) olusturan elektrik iletkeni veya iletkenleri hücre (50) siralarinin asagisinda, söz konusu elektrolitik hücrelerin (50) enlemesine eksenine (X) büyük ölçüde paralel tarzda uzanmaktadir.

Dengeleme devresinin (6), birbirinden bagimsiz olan ve her birinin içinden elektroliz akimina (I1) ters yönde akan bir dengeleme akimi geçen bir dizi sekonder dengeleme elektrik alt devresini meydana getiren elektrik iletkenleri tarafindan olusturulabildigi dikkati çekecektir. Sekonder dengeleme elektrik alt devreleri elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda döngüler olusturabilmekte, örnegin Sekil 5'teki durumda bu tür iki tane döngüyü olusturmaktadir. Dolayisiyla, bir elektrolitik hücrenin (50) hasar almasi ve alt devrelerinden birinin etkilenmesi durumunda, sekonder dengeleme elektrik alt devreleri veya diger sekonder dengeleme elektrik alt devreleri manyetik alani dengelemeye devam edebilmektedir.

Ayrica dengeleme devresine (6) ait elektrik iletkenleri veya uygun olmasi halinde sekonder dengeleme elektrik alt devrelerinden birine ait elektrik iletkenleri elektrolitik hücrelerin asagisinda paralel ve/veya seri olarak birkaç dönüs yapabilmekte olup bu özellikle, bu elektrik iletkenleri süper iletken malzemeden yapildiginda söz konusu olmaktadir.

Dengeleme devresini (6) olusturan elektrik iletkenleri örnegin alüminyum, bakir veya çelikten yapilma metal çubuklar ya da avantajli bir durum olmak üzere süper iletken malzemeden yapilma elektrik iletkenleri biçimini alabilmekte olup süper iletken malzemeden yapilma elektrik iletkenleri enerji tüketiminin azaltilmasini mümkün hale getirmekte ve esdeger metal iletkenlere kiyasla daha küçük olan kütleleri sayesinde, desteklenmelerine ya da metal saptiricilar vasitasiyla herhangi bir metal akisina karsi korunmalarina yönelik yapisal maliyetlerin düsürülmesini saglamaktadir. Avantajli bir durum olmak üzere, süper iletken malzemeden yapilma bu elektrik iletkenleri, hücre sirasinin veya siralarinin asagisinda seri olarak birkaç dönüs yapacak sekilde düzenlenebilmektedir.

Hücrenin asagisindan geçen dengeleme elektrik devresine ait iletkenlerin içinden geçen akim siddetlerinin toplami avantajli bir biçimde elektroliz akiminin (I1) siddetinin seviyesinde ve bunun da ötesinde tercih edilen durumda elektroliz akiminin (li) siddetinin %80 ila %120'si seviyesindedir.

Dolayisiyla, alüminyum izabe firininin (1) elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda tek bir dönüs olusturan bir sekonder dengeleme elektrik devresini (6) içermesi durumunda, bu dengeleme elektrik devresi (6) içinden akan dengeleme akiminin siddeti, elektroliz akiminin (I1) siddetinin %50 ila %150'si seviyesinde olabilmektedir. Bu sekonder dengeleme elektrik alt devresinin (6) elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda N tane dönüsü olusturmasi durumunda, bu dönüslerin her biri içinden geçen N tane akim siddetinin toplami, elektroliz akiminin siddetinin %50 ila %150”si seviyesinde olacaktir.

Böylece Sekil 5'teki örnege göre, iki dönüsün her biri içinden geçen akimlarin ('20 ve I21) siddetlerinin toplamina karsilik gelen akim (Iz) siddeti, elektroliz akiminin (li) siddetinin Bulus ayrica, alüminyum izabe firininin (1) elektrolitik hücrelerinde (50) alüminyum oksidin karistirilmasina yönelik bir prosesle de ilgilidir. Bu proses, dengeleme elektrik devresinde (6) akan dengeleme akiminin veya uygun olmasi halinde dengeleme elektrik devresini olusturan alt devrelerde akan dengeleme akimlarinin siddetinin modüle edilmesi seklindeki bir asamayi içermektedir. Bu modülasyon daha belirgin bir ifadeyle alüminyum oksidin özelliklerinin, elektroliz akiminin siddetindeki degisikliklerin veya alüminyum izabe firinindaki yapisal degisikliklerin bir fonksiyonu olabilmektedir.

Alüminyum oksidin karistirilmasina yönelik bu proses asagidaki adimlari içermektedir: - Alüminyum oksidin en az bir özelliginin (örnegin alüminyum oksidin banyo içinde çözünme kabiliyeti, alüminyum oksidin akiskanligi, çözünürlügü, flor içerigi, nem - bir yandan alüminyum oksidin etkili biçimde karistirilmasi ve bir yandan da performans üzerinde en düsük olasi etkinin söz konusu olmasi için uygun olan MHD akislara yönelik bir hiz esiginin üretilmesi amaciyla, analiz edilen söz konusu en az bir özellige göre dengeleme devresinden geçmesi gereken dengeleme akiminin siddetine iliskin bir degerin belirlenmesi (bu belirleme adimi, deney yoluyla elde edilen ve akim siddetinin degeri ile analiz edilen özellik arasindaki iliskiyi temin eden bir nomograf kullanilarak gerçeklestirilmektedir), - dengeleme akiminin (lg) siddetinin önceki asamada belirlenen akim siddeti degerine uygun olarak degistirilmesi.

Elbette bulus, yukarida açiklanan ve sadece örnek olarak sunulan uygulamayla herhangi bir sekilde sinirli degildir. Bulusun koruma kapsami disina çikilmaksizin, özellikle çesitli bilesenlerin olusturulmasi veya esdeger tekniklerin diger tekniklerin yerine konulmasi açisindan modifikasyonlar yapilmasi mümkündür. Bu bulus örnegin, elektroliz reaksiyonu sirasinda oksijenin olustugu “inert (reaksiyona girmeyen)” tipteki anotlarin kullanimiyla uyumludur.

Claims (22)

ISTEMLER

1. Her biri bir pota kovanini (60), bir destege (53) ve en az bir anoda (52) sahip anot gruplarini ve katottaki elektroliz akimini (I1) toplamasi ve bunu pota kovani disindaki katot çikislarina yönlendirmesi amaçlanan katot iletkenlerinin (58) içinden geçtigi bir katodu (56) içeren ve sira uzunluguna göre enlemesine düzenlenmis olan elektrolitik hücrelerin (50) olusturdugu en az bir siraya yer veren bir alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, elektrolitik hücrenin (50) elektroliz akimini (I1) anot gruplarina yönlendirmek için elektrolitik hücrenin (50) karsilikli iki uzunlamasina kenari boyunca yukari dogru uzanan anot gruplarina bagli yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerini (54) ve elektroliz akimini katot çikislarindan bir sonraki elektrolitik hücrenin (50) yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine (54) yönlendirecek biçimde tasarlanan, katot çikislarina bagli baglanti iletkenlerini (57) içermesi ve alüminyum izabe firininin (1) elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda uzanan en az bir dengeleme elektrik devresini (6) içermesi ve bu dengeleme devresinin (6) içinden bir dengeleme akiminin (Iz), yukarida yer alan elektrolitik hücrelerin (50) içinden akan elektroliz akiminin (li) genel akis yönüne ters bir yönde ve elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda akabilmesidir.

2. Istem 1'e uygun alüminyum izabe firini (1) olup burada, dengeleme elektrik devresi (6)i içerisinden elektroliz akiminin (li) geçtigi elektrik devresinden ayri bir sekonder

3. Istem 1 veya 2'ye uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, alüminyum izabe firininin (1) birbirine paralel düzenlenen, tek bir istasyondan güç alan ve elektriksel olarak seri baglanan iki sira hücreyi içermesi ve buradaki düzenlemenin, iki sira hücrenin birincisinden geçen elektroliz akiminin daha sonra iki sira hücrenin ikincisinden ve iki sira hücrenin birincisindeki akisin tamamen tersi olan yönde geçmesi saglanacak biçimde ve dengeleme elektrik devresinin (6) bu iki paralel hücre sirasinin asagisinda bir döngüyü olusturmasi saglanacak biçimde yapilmasidir.

4. Istem 1 ila 3'ten herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, elektrolitik hücrenin (50), iki uzunlamasina kenarinin her biri boyunca ve karsilik gelen uzunlamasina kenarin büyük ölçüde tüm uzunlugu üzerinde önceden belirlenmis araliklarla dagitilan bir dizi yükseltme ve baglama elektrik iletkenini (54) içermesidir.

5. Istem 1 ila 4'ten herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerinin (54), elektrolitik hücrenin (50) medyan uzunlamasina düzlemine göre büyük ölçüde simetrik bir tarzda düzenlenmesidir.

6. Istem 1 ila 5'ten herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, baglanti iletkenlerinin (57) elektrolitik hücrenin (50) asagisinda büyük ölçüde düz bir çizgi boyunca ve elektrolitik hücreye (50) göre enlemesine yönde uzanmasidir.

7. Istem 1 ila 6”dan herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, dengeleme elektrik devresinin (6), birbirinden bagimsiz bir dizi sekonder dengeleme elektrik alt devresini olusturan elektrik iletkenlerine yer vermesidir.

8. Istem 1 ila 7'den herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, dengeleme elektrik devresinin (6), elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda paralel olarak uzanan elektrik iletkenlerini içermesidir.

9. Istem 1 ila 8'den herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, dengeleme elektrik devresini veya uygun olmasi halinde sekonder dengeleme elektrik alt devrelerini olusturan elektrik iletkenlerinin, elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda uzanmasi ve birlikte, iki ile on iki arasinda ve tercihen üç ile on arasinda paralel elektrik iletkenini içeren bir katmani meydana getirmesidir.

10. Istem 7 ila 9'dan herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup burada, söz konusu elektrik iletkenleri büyük ölçüde esit araliklidir ve elektrolitik hücrelerin (50) enlemesine medyan eksenine göre büyük ölçüde simetrik olarak düzenlenmektedir.

11. Istem 1 ila 10,dan herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, elektrolitik hücrenin (50) iki uzunlamasina kenarindan biri boyunca uzanan yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerinin (54), bir önceki veya sonraki ayri bir elektrolitik hücrenin (50) bitisik uzunlamasina kenari üzerinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerine (54) göre kademeli bir düzenlemeye sahip olmasidir.

12. Istem 1 ila 11”den herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, her bir katot çikisinin (58) pota kovanini (60) yalnizca, elektrolitik hücrenin (50) uzunlamasina yönüne dik olan düsey bir düzlemde terk etmesidir.

13. Istem 1 ila 12'den herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, anot grubuna yönelik destegin (53), elektrolitik hücreye (50) göre enlemesine uzanan ve elektrolitik hücrenin (50) her bir yaninda iki uzunlamasina kenarin her birinde desteklenen ve bunlara elektriksel olarak baglanan bir çapraz elemani içermesidir.

14. Istem 1 ila 13'ten herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, yükseltme ve baglama iletkenlerinin (54) anotun veya anotlarin (52) yukarisinda uzanmaksizin, pota kovaninin (60) her bir yaninda uzanmasidir.

15. Istem 1 ila 14'ten herhangi birine uygun alüminyum izabe firini (1) olup özelligi, yükseltme ve baglama elektrik iletkenlerinin (54), elektrolitik hücrede (50) mevcut sivilarin (63) yüzeyini içeren büyük ölçüde yatay bir düzlemin üzerinde, 0 ile 1.5 metre arasindaki bir yükseklikte (h) uzanmasidir.

16. Istem 1 ila 15'ten herhangi birine uygun bir alüminyum izabe firininin (1) kullanilmasina yönelik yöntem olup özelligi, yukarida yer alan elektrolitik hücrelerin (50) içinden akan elektroliz akiminin (I1) genel akis yönüne ters bir yönde ve elektrolitik hücrelerin (50) asagisinda akan bir dengeleme akiminin (Iz), dengeleme devresinin (6) içinden geçmesidir.

17. Istem 16lya uygun yöntem olup özelligi, dengeleme akiminin (l2) siddetinin, elektroliz akiminin (I1) siddetinin %50”si ila %150'si seviyesinde olmasidir.

18. Istem 17'ye uygun yöntem olup özelligi, dengeleme akiminin (Iz) siddetinin, elektroliz akiminin (I1) siddetinin %70'i ila %130'u seviyesinde ve tercihen elektroliz akiminin (li) siddetinin %80'i ila %120'si seviyesinde olmasidir.

19. Istem 16 ila 18'den herhangi birine uygun yöntem olup özelligi, elektrolitik hücrenin (50) ilerleme yönüne göre öncesinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri (54) ile elektrolitik hücrenin (50) ilerleme yönüne göre sonrasinda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri (54) arasindaki akim dagiliminin, sirasiyla ilerleme yönüne göre önceki konumda %30-70 ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda %30- 70 seklinde olmasidir.

20. Istem 19`a uygun yöntem olup özelligi, elektrolitik hücrenin (50) ilerleme yönüne göre öncesinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri (54) ile elektrolitik hücrenin (50) ilerleme yönüne göre sonrasinda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri (54) arasindaki akim dagiliminin, sirasiyla ilerleme yönüne göre önceki konumda %40-60 ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda %40-60 seklinde olmasidir.

21. Istem 20'ye uygun yöntem olup özelligi, elektrolitik hücrenin (50) ilerleme yönüne göre öncesinde yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri (54) ile elektrolitik hücrenin (50) ilerleme yönüne göre sonrasinda yer alan yükseltme ve baglama elektrik iletkenleri (54) arasindaki akim dagiliminin, sirasiyla ilerleme yönüne göre önceki konumda %45-55 ve ilerleme yönüne göre sonraki konumda %45-55 seklinde olmasidir.

22. Istem 1 ila 15'ten herhangi birine uygun olan ve Istem 16'ya uygun kullanim yöntemi uyarinca kullanilan bir alüminyum izabe firinindaki (1) elektrolitik hücrelerde (50) mevcut alüminyum oksidin karistirilmasina yönelik proses olup söz konusu proses - alüminyum oksidin en az bir özelliginin analiz edilmesi, - analiz edilen söz konusu en az bir özelligin bir fonksiyonu olarak dengeleme elektrik devresinde (6) akmasi gereken dengeleme akiminin siddetine iliskin bir degerin belirlenmesi, - dengeleme akiminin (Iz) siddetinin önceki asamada belirlenen siddet degerine göre farklilik göstermesi durumunda, dengeleme akiminin ('2) siddetinin bu degere sahip olacak sekilde degistirilmesi seklindeki adimlari içermektedir.