Brevet FR2639767A1 — publié le 19900601

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Toutefois, on se heurte à des problèmes technologiques posés par la circulation d'un mélange biphasique et les opérations de réglage de la quantité de billes en circulation ou de la quantité de billes neuves introduites sont moins faciles qu'il n'y parait. C'est pourquoi la Société déposante a recherché une solution plus simple et plus économique pour recharger les billet d'électrode du type précité. A cet effet, il est proposé. selon l'invention, que cette recharge s'effectue mécaniquement, avantageusement par pression ou gravité. La présente invention a donc pour objet un dispositif de conversion électrochimique comprenant un générateur électrochimique qui comporte deux systèmes d'électrodes en contact avec un électrolyte, l'un desdits systèmes étant constitué, pour sa partie active, par des particules métalliques consommables, ledit dispositif comprenant également des moyens pour régénérer ce système d'électrodes au fur et à mesure de la consommation desdites particules, caractérisé par le fait que les particules sont disposées de façon à remplir une structure collectrice fixe, des moyens étant prévus pour approvisionner progressivement ladite structure collectrice fixe en particules actives. Les particules sont de préférence des particules sensible- ment totalement consommables. Conformément à un mode de réalisation préféré, les 26 9767 particules électrochimiquement actives sont stockées dans un réservoir en liaison avec l'intérieur de la structure collectrice et permettant le remplissage de ladite structure collectrice, sous l'effet d'une pression, notamment par gravité, un organe obturateur étant prévu pour isoler périodiquement ledit réservoir de ladite structure collectrice. Les particules électrochimiquement actives sont avantageusement des particules sphériques ou cylindriques ou sensiblement telles, de dimensions inférieures à 5 mm généralement comprises entre O, 1 et 3 mm, notamment de l'ordre de 3 mm. En pratique, quelle que soit la forme de ces particules, il est surtout utile qu'elles forment une masse s'écoulant facilement, ce qui ne serait pas le cas de :5 formes aciculaire ou dendritique. On choisira donc de préférence des particules de forme individuelle régulière avec une dimension maximale de 1 à 2 fois la dimension minimale. De telles particules sont constituées principa- lement par un métal oxydable électrochimiquement, l'espèce oxydée pouvant se dissoudre dans l'électrolyte utilisé dans le générateur. A titre d'exemple, on peut citer, comme métal constitutif de ces particules, l'aluminium ou le zinc, l'électrolyte mis en oeuvre étant alors généralement une base forte ou un électrolyte salin. La structure collectrice du dispositif selon l'invention est, conformément à un mode de réalisation particulier, constituée par une armature centrale conduc- trice, connectée électriquement en permanence avec le circuit de collecte des charges du générateur et limitée sur ses faces par une couche poreuse ou fibreuse, dont la texture est telle que les particules peuvent remplir aisément tout son volume, mais ne peuvent en sortir par ses faces. L'armature centrale peut présenter des alvéoles ouvertes, l'ouverture de chacune de ces alvéoles étant, par exemple, environ au moins trois fois plus grande que la dimension maximale des particules électrochimiquement actives. Quant à la couche poreuse ou fibreuse constituant les faces de la structure collectrice, elle peut être faite d'un matériau électriquement isolant et jouer le rôle de séparateur vis-à-vis des électrodes de polarité opposée qui y sont associées, on bien être faite d'un matériau conduc- teur relié électriquement à l'armature collectrice centrale. L'organe obturateur du dispositif selon l'invention est notamment un dispositif mécanique du type boisseau ou glissière qui permet périodiquement la mise en communication de la structure collectrice avec le réservoir de particules devant alimenter celle-ci. On décrira maintenant plus en détail le principe qui est à la base de l'invention, en liaison avec de. modes de réalisation particuliers de celle-ci: Le métal constituant l'électrode que l'on entend régénérer mécaniruement, et non électriquement in situ, selon l'invention, se présente sous la forme de granules si possible sphériques-. ou se rapprochant de la ferme d'un cylindre cu d'une sphère. Ces particules sont plus particulière- ment des billes cui ont un diamètre se situant dans la plage précitée. Le métal constituant ces billes dans la masse est de l'aluminium dans le cas particulier considéré, car l'aluminium n'est pas régénérable électriquement. Mais le même dispositif peut être utilisé avec des particules de zinc. A chaque élément constitutif de l'accumulateur, est associé un réservoir dont le volume est tel que la masse de billes pouvant le remplir soit capable de fournir, par réaction électrochimique, la quantité d'électricité nécessaire à la durée maximale prévue pour son fonctionne- ment. Cette réserve de billes métalliques est séparée du coeur du générateur occupé par l'électrolyte et les électrodes par un dispositif d'obturation qui empêche, entre autres, l'électrolyte de mouiller par capillarité les billes contenues dans le réservoir. Àa@FDosse Isa Tnl Tnb agsoddo $JFIplod ap apo-aDIi. ap salIFq i apouJalgl;uamanbTJ+alg @alosT siole 4Top %umlosF inaDedsa no Jna;eisdps un 'npua;ua uaTg 'anbTIIsgm ae$naj al suBp januaAe a2essed inal ap siol sappXxo %uam -ajiBo;u;g% salnzT3-ad S@3 's:o-imd s53 sjaA^Ia B alaQmeBp %Tad s5%; ap sanbillsg% salnzTIed ap a2lssed al jaTAq,p ageuea%, auJo F^%IsodsTp JaTuiap aDO agaas S@ aunnxa% Oú ap sgm 'ina3ssTed9 alqFie ap anbTIig;pw al;na$ un 'aldmaxa ued 'anb le; 'analnpuoD %uamanbTI;%Dal nPta;%guw un p satg} aUe %uaAnad sasnaJod s!oied sal 'a;uegIai aJ;ne ano; aun sueG 'anaepndes ap algJ al 4uegnop D-- -_9IaD 'sToied eO uns agnbId aul eAjnod aDsoddo gqTIJlod Dp apojaD@aI@,I SE s: aD sugp '-a zuamanbTiZDaiP %uelos$ npT.Fpe:3m un p saI=_ À t@9 @ua, %nad aqlaqDod Pl ap sasnauod sloFJPd saq -a27Jalioo 7aun=u_-l %a asll.Tq sa, arqu3 se3iBUz Sep @95sTe a;D-DloD Dun ainssie Dun;DnJ;s alla; 3uA 'J!duian sal %,ue.%ap salITq s@p FnIaD e, inaiTndns OZ uaiq ula9 laiOpale seap ua{ow a-am!eTp 31 le'UDAno %a adeoiltz agT eiejo,.Aj anbIIl@;-Dj aJn; Dn%;s Dun 3ed aen%%suoD Xua@sna3e9X-eie a, ned aD;_x;-aIloD ajn;ewD-me j :u'u 5'Z@ ap apJo,1 @p 'aidxa Jd 'ea LaU. 01 %a I al;ua asTj-d'Wo %up_% inessTedg uos IanbTpqdTdîil@l red _,Joi Go aun JToAe %nad allaq3od el j'; e;swl- uou ald'axa p aJét% V '-3a5 %lp F _@W -oi sap Jlos %had anTna21o3 i-nisntgm-,i a s@nua3aj sJ%; @ uaAnad apoJoa;D@ D inod saT. Jloe3 s. inasnld 'anbT;ip-d el suPC[ 'sa2-@iD Sap a%'+aIIOD ap JnaiTg;xa %TnDiTD ne aATauTgp uo5pi aunp 9iD3auuoD 01 sa Fnb apoJ%aI., ap enaJaloD 3, an%4; ^suoD anbTIIeg9 aJn%%uJs a%;a@D 'poJTpai; aa agnD %In^ $sa Ianbal suBp iajjuaod ap auTemop aI sugp %a DXoldwUa anbT%IOJDaIj na@IFWu aI suBp aIqvJeieuF anbl:lesgu; ainewuJs aun eAnoJ% @s a%%aqzod gl supa saIlIq s@p InlD T? ina@iJu7 Splu aiJ;w9Tp un,p saJod no sa2;sJauT 5sp %uepqssod 'xnaJqTI no xnajod nsF ng9w un DaeA sagipsIgDJ 4uos sioied sal %uop a;; aqDod aun Jed a9n;%suoD qsa salITq sal sagurwosuoD %uoJas no 3apoJD@aIpI 'JnaleJÀui np JnaoD al suu/ Z9Z619E 9o;Ia9p aaxe sad eJAap aU IT,nb zuei sasTnbai sgaidoid sap 'un 'anbuqDa; Pl ap snuuoD suaXoux saieap amd gsTiig Sú ail eiJnod TD-InlaD 'JnaeiJn;qo, t %ueu,.azuoo salITq sel uns JnaTiedns Tnddg u3 'anbTIltlt;w alduiaxa ajd assgm aun jed nuT;uoD ua agDDJXa %uewassz ap uoTssaJd - ITOA-aseu al suep OS senuauoD saIiTq sep aJnaTIJdns 3aeJins Q Ins;uess;TS uo4sTd un Jad 'Jna)eJnqo,l ap an;lJaano,I ap sJol lueuwe;ou '%.uamanb;poTiad aDJaaxa lueatssm; ap UOTssaJd - À JnaeJnnqo,I ap aJnflaAnol ap sio %uaurme;ou 'alqasua,l 3p anb;poiugd uoT;q;tA - G : sUTquioz no zueamz@edgs s;id slueAîns suaXou xnv iTJnogae iuaual anuanx.iJnod uo 'lo-aTlaD ap a:.ess;Tdusa uoq aI la aq;auood ajnDna;s el suep iToAiasea np saliTq sap auaDsap eI J '- - ap UT V *ÀpJe3 3p eunioA np snalTq saI 0 _d e3iST &UeJ-UOUl e T;ueD p.2nea Fun jed aqDsuelDDp ale;unuaI=-a ad apueurmoz allaD 'apoilalt,l aed Tuanoj aJle %uvnod I=TtxeW 4uejnoo @, 7ed G@XT} atuuw-allea UoT% -_tum',osuoD 'agu; Tuagp a;Jnp aun iu=_Puad saliTq ap aliuixeuQ uoTieuosuoD el ans;ueseq as ua ae"=gii3oud aae hnad Jnalev 41 -nqo, j ap a3insJianop apueunmzo eq Pwmaj neaAnou ap;sa inaeJninqo,l slnd 'ia quxo e awunloA ai suep sJoe; uapuaDsap salsiq =aq sealaqod-apo %oalgI D ane usFsIl ua %sa sallgq ap aeasau el ha laAno lsa anasan;qo,l 'asTnd9 anbsaad;sa apieî ap awunIo aT anbasol 'apoul:all,l ap a,%T:D> aTd el 0I suep anbTunioA uoT;TpJadpp el; usawaAssa jojd JasuadwozD a a;A^sj 2d salITq sap auaDsap ed ';nb aunlo^ ;çp aunloA un a2eupT uo 'apuuoTsTAoJdde sJnopno;;Tos apouDalg,l ap a^TIze aT;svd el anb uT$; 'allTg Jnal ap uoT;Dnpj Jed salliq 9 ap aunloA np uoT;nuTuTp aun sdwa; uIgz;aD un soade JanboAoJd PA Im%;u np anbTpoug uoT;ntossip ml 'salI$q ap JiToAaseu np unasj9u93 np inaoD al %uglosî Jnaeinlqoi Isallîq epouJDalI alaD ap uuauuouo np sJOl Z916ú9Z sep jan;T;suoD;a auQSXxo u@ IqTiaua aei ua sa;uamlIm 5ú a; uawaJe3e; uaAnad salI M 91 '9I tlol a le,a,1 a.ouoz ua ^sa auJa;uT azel anal la auja;xa eDgj anal uns gl JFs.1 B sasodxa %uos saI1 '%ovuoD ld;i%; B. anbisseI adi % np %uos I jnanejau93 np ú JFm sapoaqzali sa" uawa Lelg a e[ 1 o0ú a:,uaUiauIpn;TBuoI smoT el e. 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La pochette 17 présente une épaisseur de l'ordre de 2,5 mm. Ses parois sont constituées par un feutre de nickel de 0,15 mm d'épaisseur. Un espaceur isolant 18 est disposé entre la pochette 17 et la face interne des électrodes à air 3. Dans la pochette 17, est également disposée, en plus des billes 4, une armature collectrice 19, en mousse de nickel, ayant des alvéoles de dimensions moyer.nnes 0,8 mmn. L'armature 19 est reliée au circuit 11 de collecte des charges négatives, intégré dans une plaque 20 fixée en couvercle --?r!a paroi supérieure 8 de la cuve 2. Cette plaque 20 comporte une ouverture 21 se situant dans le prolongement de la pochette 17. Dans sa partie supérieure, la pochette 17 est séparée de l'électrolyte 16 par une gaine 22. fixée sous la plaque 20, autour de l'ouverture 21 et présentant une hauteur de 3 cm environ. On constitue ainsi le volume de garde ci-dessus décrit. La gaine 22 peut être réalisée en matière plastique d'une seule pièce avec la plaque 20. Le dispositif 5 d'approvisionnement en billes 4 est constitué par un réservoir 23 dont le fond 24 repose sur la plaque 20, dont il est solidaire avec interposition d'un obturateur 25 réalisé en polytétrafluoréthylène. Le fond 24 comporte une ouverture 26 bordée par une paroi s'évasant vers le haut, la partie basse de cette ouverture 26 ayant la même section que celle de l'ouverture 21 et étant disposée au droit de celle-ci. L'obturateur 25 présente, quant à lui, une ouverture 27 identique aux ouvertures 21 et 26. Un uoaTua.%uT,l ep 9apeD np elaD -nod 5Z aTlios sues s@iqesisgp suoTe-=T;rpc; se;nol e nel l@uuop +uoiinod Ie sjTIe+.zMI zueue@unzn_ quOs au S +T-zp 3ns-Gp-TD uo!ssTlem_ ap sapO:. sel enb npuaquq uaTq '± Ti s@-noq sesneaiqou @p Iu=-puad qUa'3a23o10o uuOT;Duoj e awe,;s/s e - nu" aun,p @gJnp eun +uepued '.=aneq xnep 0 Z sel s3 ' opoa 0alal oD@Ae úZ a,o^Ais,3 np uo! epDiunmuoD u3 as!m el anboAotd uo iV SelITq e epoD-i>F,i i ap a-Dej e-,i.nbet ap aI;uaieQ-de @DzL-lns Jsd WDt, 'YT 051 ap;u_;p GpoJ;2al,I 4upinoD ap; T*suep Pl 'sTDpjd seD un suPG UGOTS5id 3p eajqITinbp 51 un Iueinses -nb Ib-Ob soTjT-o, p sgzad zucs 9Z 3SSBWt el eurmoD 6Z uoqDndeD a-, 'ngeAnou g!-Inle aTIdimai ap uije epTA Iso úZ aToA^espu al enb sTov enbeg-q aioTzg@ Ined uol anb 6Z uoqgndeD un aed gaoj Ise C- iToAiasgi al ucoIesT$Ipa op jaoInDIiaed;aoDaoo elduexe 0I un suep ' Zm/2 9I) Pd LgI ep eipao,t ap uo5seaid aun ainsse 9o= ess'Q el '% a Jsied salITq E:3p a;uaDDsp el esTioAej ean;Dn-o s el +uop 'úZ F ATo3^ p np Og eU@uIUT aUlnlOA 31 SuBp %uesslinoD gz jaTDmp assew un _ed anui +uoD uo5pj ep ggnss$e %so Oú aA^asqu @p s3lITq sep egssnod el 5 -LI e4;aqDod el apn@au, I DeAe -Z aioAaas-i np puo; np uoT;%DTunutmoD ue esTw el @IrSsB 'au-lX @JonsseieaBod U@;uamalú2,3 3aJ;ssTI1 eun supp gz inangjnlqo,l ap uoI;eIsueaJ ap %uameAno/ Z9Z6ú99 (61) aTi:J;JnpuoD aleiJuaD a.n.lgJe aun igd 9qnl:suoD Ise (/[) aDTjlzalloz aunDnJ;s gl anb 1TeI @1 agd 9TaseJg 'a g,ú r SuoTPTpuaAaJ s@p aun, Uolas jl;Tsods;a - 9 DUTZ al no mnTuTmnlipl uauuaeou %uvq legux ITpal '([) -naeqJiuuS al suap gsTITn (9g) aXlOJicai,l suep aJpnOSs;p es ueAnod agepXxo azdsa,l '%u@am;nb;TTqoJ;%aIp alqepxpxo:919um 1O un,p assw g sTuiep saen tsuoD %uos '( seA;%e uatuanb -TtuqwDoJJaiq satnDoiled sel anb ile$ el jed _sTielDogjg 'z a I suo;%eDIpu.aAa sap aun,l uolas; TzisodsIG - g -;uamaitDeg %uernoca,s asew -un lawlo;, e saidold 'UJw E ap alpoir ap uaw g3 -We4ou ',WW E 4a T'0 au;au EcsaT.dWIo ue[uOD e,6 U.U e. sa.nac.a9-uT suozIsuaTp sep;uauas3.d a:> I,nb a ua 1e salqwUIo:uoD u@T8@11o CUf22r4z XU@Jueelqisues zUDs; S@eA2Dg i@;e@nb -l.zgo%-a[9 isalnD7d r a -3T anb %n. $ aTg Jed 9sTJe;%>veJaD I Uo7eD;TpUaa=.J 91 UDis 3;I;sodsq - oz (L) (,a Jl=-iio ain;%n-;s aipel ap (f3) JioAJ- %pe %ucUinoîpo.Jgd Jcaos inod nAgid;ue, (,) JfnoJnlqo =_u=1JO un '(1> a:DTJ; 'IoD cJn;DnJ;s eTppI -p i;;APJ2 no uot;,-ja al ss;r&z@ 61;ue;zamud la ( aJ FDe lIlD _.-n%?n -;s el r pna Tj 9%;u.,I DeAe uos >I ua g, (cZ) J]o,,- a-sj un,p.IT;IJd ú saeina*u (9; s=cATs sutn;;(.d ua (,i)> xIT; aDDJlDaioz acj-Dnns ap4 %uauacAssa1pod JauuoITsioJdd2 jnod snA.ad %uel; siucaou ep 'p (>) a:T:} aDtiJal:cO aJn;DnJ;s;-un i;:d=aiJ uo5e; ap saesodsTp uos.( 7sctnDo %J=d S@nb;:gj al Jeds[:-DgJg 0 (*) s:alnoT;ld sa%;psap uo;', Uwosuzo 2 @p e aJnla g % nl ne (t) SapoJlDalip aw;SxS a: JeJ;PfDi9esj anod (S)' mUaXcT, sep uatmaeI29;ueuauMo uDs$otp. tpa[ 'saqrenxoT;suop sanbTIIe%îuî salnTJvd sap jed 'aAlze.g aTiJed es inod in$TsuoD 1%uo% scawcsXs sq;psap unI '(91) aXAoJ:DaI S un DaAg iDg;uoD ua TlsodsTa - t SNO IV) I CNAiX Z9Z6úE9 9T;ABJ2 jed aAiesei ap salnDT;Jed sap a;uaDsap Pl;uBsTJoABP (9Z) agssnod Sú ap asse aun aJodwoD I,nb;;je el ed esTJielDgD 'g gT suoT; Tpua^ai sap aunI uoias jjsodsjc - 6 * sD-al lai JGawXUt e ueAap (>) salnoT;JPd ap (eZ) JTOAia-gJ al DaAe (LI) aDTj;D aloD aJn;Dnj;s el ap uoFDTUtunuOD U aSTui Pl BIuaC Oú -anbTpoTJgd %amaJd Tnb 'aqoqdoipXq neTJiapt un ue %uaumzUou a. tDQssj ' no neassToq adX; np anbTueDgm JT;FsodsTp un Isa (g-) ina;ejn;qo aup2Jo,l anb;;j al jed is!;iez 'L g T SuoTBJTpuBa:B sap aun,l UOlaS jT5TsodsTG - gl (-i) -BTn2T;JBd s@p uias ne (9g) aJloJaipi ap uoT;ejiud e 4usq-.dma ? 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