Brevet FR2513663A1 — publié le 19830401

La présente invention se rapporte à un électrolyseur du type filtre- presse équipé d'électrodes bipolaires munies de "préélectrodes" en forme de grilles ou de plaques perforées qui viennent s'appliquer contre les faces opposées de chaque diaphragme. De tels électrolyseurs à électrodes munies de "préélectrodes" sont familiers à l'homme de métier, et sont par exemple décrits dans les brevets français 2 338 060, 2 416 274 et 2 448 582 La présente inven- tion est relative à un électrolyseur de ce type, dans lequel les électro- des sont constituées par des plaques métalliques pleines, tandis que les préélectrodes sont constituées par des plaques grillagées ou perforées parallèles aux plaques-électrodes et séparées de celles-ci par des lan- guettes d'entretoisement, ledit électrolyseur étant de conception net- tement améliorée par rapport aux électrolyseurs connus, tel que celui selon le brevet français 2 448 582 de la demanderesse, aussi bien du point de vue de la facilité de fabrication que du point de vue des pré- cautions contre la corrosion Il est caractérisé en ce que ses préélectro- des sont équipées de bandes pleines toutes parallèles entre elles etpa- rallèles à la direction de soudure, en ce que chaque languette d'entretoi- sement a une forme de S et est soudée d'une part à la préélectrode asso- ciée sur une bande pleine de celle-ci et d'autre part à la plaque-élec- trode associée de manière à laisser un léger décalage avec la languette située de manière quasi-continue sur la face opposée de ladite plaque- électrode, et en ce que les languettes d'entretoisement sont disposées en quinconce, vues dans un plan parallèle aux électrodes. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description sui- vante; en référence aux dessins annexes dans lesquels: la fiqure 1 est une vue en coupe verticale partielle d'un électroly- seur conforme à l'invention, selon la direction B-B de la figure 2, la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la direction AA de la figure 1, la figure 3 est une vue schématique en coupe transversale d'une des cellules d'un électrolyseur de grandes dimensions et conforme à l'inven- tion. En se référant tout d'abord aux figures 1 et 2, l'électrolyseur comporte un empilage de cadres isolants 10, appelés ordinairement "joints entretoises", qui sont partiellement représentés Des cellules d'élec- trolyse sont logées à l'intérieur de cet empilage de cadres isolants 10. Ces cellules, partiellement représentées, sont repérées par exemple 1 ou 1 ' sur la figure 1. Chaque cellule est délimitée entre deux plaques-électrodes 2 planes Chaque plaque-électrode 2 est métallique et a une faible épais- seur Elle est baignée sur ses deux faces opposées 21 et 22 par l'élec- trolyte Chaque plaque-électrode 2 est bipolaire Une de ses faces, 21 par exemple, est une anode sur laquelle se forme l'oxygène, la face op- posée 22 étant alors une cathode sur laquelle se forme l'hydrogène Elle est par exemple réalisée en nickel Chaque cellule est divisée en deux compartiments 31 et 32 par un diaphragme 4 Le compartiment 31 situé du côté de la face 21 contient l'anolyte, le compartiment 32 situé du côté de la face 22 contenant le catholyte. Chaque diaphragme 4 est tendu dans l'alésage d'un cadre d'en- tretoisement 10 Il est par exemple réalisé à l'aide d'un tissu d'amian- te. Chaque cellule comporte par ailleurs deux plaques-électrodes et 6, appelées ordinairement "pré-électrodes", qui sont disposées de part et d'autre du diaphragme 4 de cette cellule de manière à être pla- quées contre ce diaphragme et à une certaine distance des deux plaques électrodes 2 limitant cette cellule Chaque plaque pré-électrode 5 ou 6 est constituée par une feuille de métal déployé de manière discontinue, de telle sorte que la pré-électrode obtenue se présente comme une feuil- le de métal-déployé munie à intervalles réguliers de bandes métalliques pleines ( 61,62,63) de faible largeur et parallèles au plan horizontal. 13663 Elle est réalisée par exemple en acier au nickel Chaque plaque-élec- trode 2 est logée entre une plaque 5 dite pré-électrode d'une cellule et une plaque 6 dite pré-électrode de la cellule voisine Chaque dia- phragme 4 est enserré entre les deux pré-électrodes 5 et 6 qui contri- buent à son maintien. De même que pour l'électrolyseur selon le brevet français 2.448 582 précité, les plaques prë-électrodes sont reliées aux plaques électrodes par des languettes d'entretoisement 7 toutes identiquesmais présentant conformément à la présente invention une forme de S comme on le voit sur la figure 1, ce qui permet d'éviter la création d'angles vifs favorables à la corrosion Comme on la voit sur la figure 2, les languettes d'entretoisement 7 sont, vues dans un plan parallèle aux deux électrodes, disposées en quinconce Elles sont soudées à une de leurs\ extrémités aux pré-électrodes 2 sur les bandes métalliques telles que 61, et à leur autre extrémité sur la pré-électrode 2 correspondante. Comme on le voit clairement sur la figure 1, les extrémités de deux lan- guettes d'entretoisement( 71,72), situées dans le plan de coupe verti- cal de part et d'autre d'une même plaque électrode 2 et de manière qua- si-continue, sont soudées sur cette plaque 2 à un léger décalage J On remarquera que l'ensemble des languettes telles que 71 et l'ensemble des languettes telles que 72 qui sont situées de part et d'autre de chaque plaque-électrode 2 forme nécessairement, en raison de la forme en S des languettes, des quinconces décalées l'une par rapport à l'autre dans le plan parallèle aux électrodes, ce qui est particulièrement avantageux du point de vue de la souplesse et du rattrapage automatique des jeux de l'empilement. Ce mode de construction présente l'énorme avantage de permettre le soudage par transparence en ligne aussi bien sur les bandes pleines telles que 61 des pré-électrodes que sur les plaques-électrodes, le sou- dage par transparence en ligne s'effectuant par exemple par faisceau d'électrons selon une direction parallèle aux bandes( 61,62,63),tel qu'indiqué par la flèche F de la figure 2. q En se reportant maintenant à la figure 3, on a représenté un électrolyseur de grandes dimensions sur lequel on distingue une pla- que-électrode 2 et une plaque pré-électrode 6 La plaque pré-électro- de 6 est ici constituée d'un ensemble de carreaux ( 601, 602,etc) dont au moins un côté est parallèle à la direction de soudure F, les carreaux contraux ayant une forme carrée, et les carreaux latéraux étant éventuellement découpés de manière à réaliser la forme extérieu- re de la pré-électrode 6 L'électrode pleine 2 est constituée par un ensemble de bandes( 201,202,204,205,206,207,208) de largeur substantiel- lement égales, sauf en ce qui concerne les bandes extrémes( 201,208), à la hauteur des carreaux( 601,602,etc), et qui sont raboutées par soudure selon la ligne F de soudure par transparence des languettes d'entretoisement, c'est-à-dire parallèlement aux bandes( 61,62,63,etc). 13663 REVENDICATIONS 1 Electrolyseur du type filtre-presse équipé d'électrodes cons- tituées par des plaques métalliques pleines( 1) appelées"plaques-électro- des" et par des plaques grillagées ou perforées( 5,6) appelées "pré-élec- trodes", parallèles aux plaques-électrodes et séparées de celles-ci par des languettes d'entretoisement( 7), les pré-électrodes enserrant pour chaque cellule un diaphragme( 4), caractérisé en ce que ses pré-électro- des sont équipées de bandes pleines( 61,62,63) toutes parallèles entre elles et parallèles à la direction de soudure(F), en ce que chaque lan- guette d'entretoisement ( 72) a une forle de S et est soudée d'une part à la pré-électrode associée sur une banda pleine( 62) de celle-ci et d'autre part à la plaque-électrode associée de manière à laisser un lé- ger décalage(J) avec la languette( 71) situlée de manière quasi-continue sur la face opposée de ladite plaque-électrode, et en ce que les languet- tes d'entretoisement sont disposées en quinconce, vues dans un plan paral lèle aux électrodes. 2 Electrolyseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque pré-électrode( 6)est constituée par un ensemble de carreaux ( 601, 602,etc) dont au moins un cûté est parallèle à la direction de soudu- re (F). 3 Electrolyseur selon la revendication 1 ou la revendication 2,ca- ractérisé en ce que chacune de ses plaques-électrodes( 2) est constituée par des bandes métalliques( 201 à 208) parallèles à la direction de sou- dure(F) et raboutées par soudure selon ladite direction(P). 4 Electrolyseur selon les revendications 2 et 3;caractérisé en ce que lesdites bandes( 201 à 208) constituant chaque plaque-électro- de( 2) ont chacune, à l'exception des bandes extrêmes( 201 et 208) une largeur substantiellement égale à la hauteur desdits carreaux( 601, 602, etc).