Brevet FR2448582A1 — publié le 19800905

Laprésente invention est relative à des perfectionnements aux électro- lyseurs destinés à assurer l'électrolyse de l'eau sous pression. Un électrolyseur est constitué d'un ensemble de cellules équipées d'é- lectrodes et contenant l'électrolyte. Des différences de potentiel sont appliquées entre les électrodes. Pour l'électrolyse de l'eau, l'électrolyte est constitué par de l'eau généralement additionnée de potasse. Le champ électrique déplace les ions de l'électrolyte vers les electrodes sur lesquelles se forment de l'hydrogène et de l'oxygène. Chaque anode est séparée de la cathode voisine par un diaphragme qui évite le melange des gaz. L'électrolyte entre à la partie inférieure de la cellule. Les gaz produits par l'électrolyse sont évacués à la partie supérieure des compartiments formés dans les cellules. Les électrodes sont constituées par des plaques métalliques verticales de faible épaisseur. Ces plaques-electrodes sont réalisées le plus souvent en nickel. Les diaphragmes sont eux aussi verticaux et de faible épaisseur. Ils sont le plus souvent fabriqués à partir d'un tissu ou d'un carton d'amiante. Les pla ques-électrodes et les diaphragmes occupent de grandes surfaces et sont relativement flexibles. Les intervalles, mesurés horizontalement, entre les diaphragmes et les électrodes, peuvent varier et le rendement de l'électrolyseur peut alors etre modifié, La présente invention a pour objet des perfectionnements permettant d'obtenir un ecartement relativement constant entre les plaques-électrodes et les diaphragmes des cellules d'un électrolyseur afin d'obtenir un rendement rela tivement constant. L'électrolyseur selon ltinvention comprend au moins une cellule contede plaques pré-électrodes nant l'électrolyte,est équipé de plaques-électrodes,et de diaphragmes et il est caractérisé par le fait que ladite cellule comprend au moins un élément metalli- que d'entretoisement dont une partie élastique est fixée à une plaque-électrode et à une plaque pré-électrode et dont une autre partie forme un butoir dont l'é- paisseur est inférieure à l'intervalle entre ladite plaque-électrode et ladite plaque pré-électrode. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se réfé- rant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 est une coupe verticale d'un electrolyseur conforme à l'in vention. La figure 2 est une coupe selon A-A de la figure 1. En se référant aux figures 1 et 2, l'électrolyseur comporte un empilage de cadres annulaires 10 qui sont partiellement représentés. Des cellules d'élec trolyse sont logées à l'intérieur de cet empilage de cadres annulaires 10. Ces cel lules, partiellement représentées, sont repérées par exemple 1 ou 1' sur la figure 1. Chaque cellule est délimitée entre deux plaques-electrodes 2 planes. Chaque plaque-électrode 2 est metallique et a une faible épaisseur. Elle est baignée sur ses deux faces opposées 21 et 22 par ltélectrolyte. Chaque plaque-électrode 2 est bipolaire. Une de ses faces, 21 par exemple, est une anode sur laquelle se forme l'oxygène, la face opposée 22 étant alors une cathode sur laquelle se forme l'hydrogène. Elle est par exemple réalisée en nickel. Chaque cellule est divise en deux compartiments 31 et 32 par un diaphragme 4.Le compartiment 31 situé d u catie de la face 21 contient l'anolyte, le compartiment 32 situé d u côté de la face 22 contenant le catholyte.Chaque diaphragme 4 est tendu dans l'ale'sage d'un cadre annulaire. I1 est realisé à l'aide d'un tissu d'amiante. Chaque cellule comporte par ailleurs deux plaques-électrodes 5 et 6 dites pré-électrodes qui sont disposées de part et d'autre du diaphragme 4 de cette cellule et entre les deux plaques-electrodes 2 limitant cette cellule. Chaque plaque pré-électrode 5 ou 6 est constituée par une plaque métallique perforée accole à un diaphragme 4. Elle est réalisée par exemple en acier au nickel. Chaque plaque-electrode 2 est logée entre une plaque 5 dite pré-électrode d'une cellule et une plaque 6 dite pré-elec- trode de la cellule voisine. Chaque diaphragme 4 est enserré entre les deux préélectrodes 5 et 6 qui assurent son maintien. Chaque cellule comprend au moins un élément d'entretoisement 7 ou 8 monté entre une plaque-électrode 2 et une plaque dite préélectrode 5 ou 6. Elle comprend d'une part au moins un élément d'entretoisement 7 qui est logé dans le compartiment 31situé du cté de la face 21 d'une plaque-électrode 2 et d'autre part au moins un élément d'entretoisement 8 logé dans le compartiment 32 situé du catie de la face 22 de l'autre plaque electrode 2.Chaque élément d'entretoisement 7 reunit la face 21 de la plaque-électrode 2 et la prédéllectrode 5 accolée au dia pheagme 4. I1 est fixé par une soudure 71à la face 21/plaque-électrode 2 et par une soudure 72 à la pré-électrode 5. Chaque élément d'entretoisement 8 reunit la face 22 de la plaque-électrode 2 et la pré-electrode 6 accolée au diaphragme 4. I1 est fixé par une soudure 81 à la face 22 de la plaque-électrode 2 et par une soudure 82 à la pr8-electrode 6 accolée au diaphragme 4. Chaque élément d'entretoisement 7 ou 8 est réalisé à l'aide d'une lame métallique élastique. I1 comprend une partie élastique fixée entre une plaque électrode et une plaque-électrode dite pré-électrode voisine. Ainsi chaque élément d'entretoisement 7 comprend une partie élastique 73 qui réunit la plaque-électrode 2 à la pre-electrode 5 voisine. Chaque élément d'entretoisement 8 comprend une partie élastique 83 qui réunit la plaque-électrode 2 à la pré-électrode 6 voisine. Les soudures fixant chaque élément d'entretoisement à une plaqueélectrode et à la pré-électrode associée sont decalées verticalement. Chaque partie élastique comprise entre ces soudures a la forme dtun S. Chaque élément d'en tretoisement est soudé à une pre-electrode par le bord rectiligne d'une owerture ménagée dans ladite pré-électrode. Ainsi chaque élément d'entretoisement 7 est soudé sur le bord d'une ouverture 51 de la pré-électrode 5 associée. Chaque élé ment d'entretoisement 8 est soudé sur le bord d'une ouverture 61 ménagée sur la Eré-électrode 6 associée. Chaque élément d'entretoisement 7 ou 8 forme un butoir dont l'épaisseur est inférieure à l'intervalle, mesuré horizontalement, entre la plaque pré-élec trode 5 ou 6 et la plaque-électrode 2 auxquelles il est fixé. Chaque partie for mant un butoir est réalisée par une boucle,repérée 75 ou 85, de la lamelle métal ligue cette boucle étant monobloc avec la partie élastique. La boucle est fixée en 81 et sur la face 22 ou 21 d'une plaque-électrode 2 de manière à être en porte à faux. Elieforme un jeu ji avec la plaque-électrode 2 et un jeu J2 avec la pré-électrode 5 ou 6 voisine. Chaque plaque-électrode 2 est fixée à au moins deux éléments d'entretoí- sement 7 et 8 qui sont disposés symétriquement de part et d'autre de ladite pla que en étant soudés à la même hauteur sur ladite plaque. Les soudures 71 et 81 peuvent dont être réalisées simultanément. Le nombre d'éléments d'entretoisement qui sont logés entre une plaque-électrode 2 et la pré-électrode associée 5 ou 6 est variable. Depréférence ces éléments d'entretoisement sont disposés vertica lement pour ne pas gêner le bullage. Chaque plaque-électrode 2 est réunie à deux plaques électrodes 6 et S dites pré-électrodes qui l'entourent par les éléments d'entretoisement 7 et 8. Les parties élastiques 73 et 83 des éléments d'entretoisement tendent à maintenir des intervalles constants entre les différentes plaques-électrodes 2 et les diaphragmes 4. Les butoirs 75 et 85 des éléments d'entretoisement 7et 8 limitent également les variations d'écartement entre les plaques-électrodes 2 et les diaphragmes 4. Grâce au fait que chaque élément dtentretoisement 7 ou 8 est soudé sur le bord d'une ouverture 51 ou 61 ménagée dans une pré-électrode 5 ou 6, il est facile de séparer, par découpage, cet élément d'entretoisement de de la pré-électro de. Il est ainsi facile de remplacer les pré-électrodes lorsqutelles sont usagées. I1 est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de ~l'invention imaginer des variantes et perfectionnements de détails, de même qu'envisager l'em- ploi de moyens équivalents. REVEND I CM IONS 1.- Electrolyseur comprenant au moins une cellule contenant un électrolyte et équipé de plaques-électrodes et de diaphragmes, caractérisé par le fait que ladite cellule comprend au moins un élément métallique d'entretoisement dont une partie élastique est fixée à une plaque-électrode et à une plaque préélectrode et dont une autre partie forme un butoir dont l'épaisseur est inférieure dite à l'intervalle entre 1W plaque-électrode et la dite plaque pré-électrode. 2.- Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque élément d'entretoisement réunit une plaque-électrode à une plaque pré-électrode accolée à un diaphragme. 3.- Electrolyseur selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque plaque-électrode est fixée à au moins deux éléments d'entretoisement disposés syraétriquement de part et d'autre de ladite plaque en étant soudés à la même hauteur sur ladite plaque. 4.- Electrolyseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque élément d'entretoisement est réalisé par une lamelle métallique. 5.- Electrolyseur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la partie formant butoir est réalisée par une boucle de la lamelle métallique. 6.- Electrolyseur selon l'une quelconque des revendicationsprécédentes, caractérisé par le fait que chaque élément d'entretoisement est soudé sur le bord d'une ouverture ménagée dans une plaque pré-électrode accolée à un diaphragme. 7.- Electrolyseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie élastique est réalisée par une partie en S de la lamelle fixée à une plaque-électrode et/une plaque pré-électrode voisine par-des soudures décalées verticalement.