Brevet FR2714530A1 — publié le 19950630

i Générateur électrochimique à électrolyte liquide et électrodes enroulées en spirale à remplissage en électrolyte amélioré La présente invention concerne un générateur électrochimique à électrolyte liquide et électrodes enroulées en spirale à l'intérieur d'une enceinte cylindrique ou prismatique, avec un conduit axial de remplissage en cet électrolyte. On sait que ces générateurs présentent lors de leur assemblage des temps d'absorption de l'électrolyte par les électrodes très variables en raison de l'emprisonnement de l'air par l'électrolyte dans le coeur des électrodes. On est conduit pour assurer une absorption complète de l'électrolyte à prolonger le temps de remplissage, mais l'on15 n'évite souvent pas d'arrêter le remplissage lorsque l'on observe une saturation apparente. Il en résulte des pollutions des connexions et du cordon d'étanchéité, provoquant une carbonatation au niveau de la fermeture de l'élément, et des pollutions externes si un excès20 d'électrolyte non absorbé vient à déborder de l'enceinte du générateur. Par ailleurs, si de l'électrolyte frais vient tomber sur de l'électrolyte non absorbé, il en résulte des éclaboussures qui viennent polluer le cordon d'étanchéité et la surface externe de l'enceinte. La présente invention a pour but de procurer un générateur électrochimique dont le remplissage en électrolyte soit facile, complet, et rapide, et n'entraîne pas de pollution du cordon d'étanchéité ou de la surface externe de son enceinte.30 L'objet de l'invention est un générateur électrochimique à électrolyte liquide et électrodes enroulées en spirale munie d'une cheminée axiale de remplissage en électrolyte et placées à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique ou prismatique de telle sorte qu'il35 existe entre le pourtour externe de l'ensemble des électrodes et la paroi interne de ladite enveloppe un conduit d'évacuation de l'air refoulé par l'électrolyte, générateur caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle disposée entre ladite enveloppe et l'ensemble des électrodes à l'extrémité de ladite cheminée opposée à l'entrée d'électrolyte, ladite rondelle étant munie d'au moins une ouverture mettant en communication ladite cheminée et ledit conduit. La rondelle selon l'invention permet ainsi de ménager entre la paroi interne de l'enveloppe et les électrodes un espace mettant en communication la cheminée axiale et le conduit o peuvent alors circuler l'électrolyte et/ou l'air refoulé. Cette rondelle est munie de reliefs tournés de préférence vers le fond de l'enveloppe. Ces reliefs peuvent être constitués par des bossages, ceux-ci alternant avec des trous. Ils peuvent aussi être constitués par des nervures rectilignes le long de cordes symétriques par rapport à un axe de symétrie de la rondelle, entre lesquelles sont20 disposés des trous. La rondelle peut aussi comporter une ouverture unique en forme d'encoche allant de son pourtour à son centre. La rondelle peut encore être de dimension transversale inférieure à la dimension transversale interne de l'enveloppe et munie sur son pourtour d'au moins deux languettes de largeur telle qu'elles s'appliquent sur le pourtour interne de l'enveloppe, facilitant ainsi son maintien en place dans le fond de l'enveloppe. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures schématiques du dessin annexé, un générateur électrochimique cylindrique selon l'invention. La figure 1 représente le générateur en coupe axiale au cours de son remplissage en électrolyte. La figure 2 représente en plan une rondelle facilitant le passage de l'électrolyte au fond du générateur du centre à son pourtour et le refoulement de l'air par la périphérie du générateur. La figure 3 représente en plan une rondelle comportant une répartition différente des bossages et des trous. La figure 4 représente en plan et la figure 5 en coupe diamétrale selon l'axe V-V de la figure 4 une rondelle à deux nervures rectilignes de part et d'autre de rangées de trous. La figure 6 représente en plan et la figure 7 en coupe diamétrale selon l'axe VII-VII de la figure 6 une rondelle analogue à celle de la figure 4, mais comportant sur son pourtour quatre languettes facilitant son maintien en place sur le fond de l'enveloppe. La figure 8 représente en plan et la figure 9 en coupe diamétrale selon l'axe IX-IX de la figure 8 une rondelle ne comportant pas de bossage ni de nervure, mais percée d'une encoche allant de son pourtour à son centre. La figure 10 représente en plan et la figure 11 en coupe diamétrale selon l'axe XI- XI de la figure 10 une rondelle analogue à celle de la figure 6, mais de plus faible diamètre et comportant sur son pourtour trois languettes facilitant son maintien en place sur le fond de l'enveloppe. La figure 12 représente en plan une rondelle de forme générale carrée, dont les diagonales sont égales au diamètre interne de l'enveloppe pour faciliter son maintien en place dans le fond de cette enveloppe. La figure 13 représente en plan une rondelle comportant une répartition différente des bossages et des trous de telle sorte que les trous périphériques soient des trous séquents. La figure 14 représente en plan et la figure 15 en coupe diamétrale selon l'axe XV-XV de la figure 14 une rondelle comportant une encoche arrondie à sa périphérie. Dans la figure 1, le générateur électrochimique selon la présente invention comprend, à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique 1, des électrodes 2 munies d'une connexion 2' et enroulées en spirale autour d'une cheminée axiale 3 utilisée pour le remplissage en électrolyte. Le pourtour externe de l'ensemble des électrodes spiralées n'est pas rigoureusement cylindrique de sorte qu'il subsiste un conduit 4 pour l'évacuation de l'air déplacé par l'électrolyte. En effet, lors du spiralage des électrodes, on observe à l'extérieur du bobineau obtenu une surépaisseur constituée par l'extrémité des électrodes enroulées. Introduit dans une enveloppe parfaitement cylindrique, l'ensemble des électrodes laisse à l'endroit de cette surépaisseur sur toute la hauteur du bobineau un conduit permettant la remontée de l'air. De plus, à cause de la rigidité des électrodes, l'enroulement de celles-ci15 présente de multiples facettes ménageant des vides entre les spires du bobineau par o l'électrolyte ou l'air peuvent circuler. L'électrolyte est introduit par l'extrémité d'un tube 5 dans la cheminée axiale 3 o il s'écoule vers le bas, comme représenté par les flèches. Il parvient dans le fond de l'enveloppe au-dessus de la rondelle 6 munie de nervures sur sa face inférieure et percée de trous. Il se répand dans les électrodes ainsi qu'au-dessous de la rondelle 6, tout en chassant l'air, qui s'évacue à l'extérieur par le conduit 4.25 La rondelle 6a peut comporter, comme représenté en figures 2 et 3, des trous 7 et des bossages 8, ces derniers sont représentés schématiquement par un cercle entourant une croix. La rondelle 6b peut être de diamètre inférieur au diamètre interne de l'enveloppe sur tout son pourtour et30 comporter des languettes 9 venant s'appliquer contre le diamètre interne de l'enveloppe et la maintenant à l'encontre d'un déplacement qui la décentrerait (fig.3). Le nombre de trous percés dans la rondelle peut être important vis-à-vis du nombre de bossages (fig.2) ou notablement moins35 élevé (fig.3). La rondelle 6c représentée en figures 4 et 5 comporte sur sa face inférieure deux nervures rectilignes 10, en forme de cordes de sa surface circulaire, symétriques par rapport à un plan diamétral, entre lesquelles sont percés5 des trous 7. La rondelle 6d représentée en figures 6 et 7 est analogue à celle des figures 4 et 5 mais de diamètre inférieur, elle comporte quatre languettes disposées aux extrémités des diamètres perpendiculaires. Ces languettes sont destinées à s'appliquer contre la paroi interne de10 l'enveloppe et à assurer le calage de la rondelle en position centrée sur le fond de l'enveloppe. La rondelle des figures 8 et 9 est plane et dépourvue de bossages ou de nervures, mais elle comporte une encoche radiale 11 qui s'étend de son centre à son pourtour.15 L'ouverture de l'encoche sur la périphérie de la rondelle 6e est placée de préférence à l'endroit du conduit 4, mais elle peut tout aussi bien se trouver en n'importe quel points du pourtour du bobineau. La rondelle 6f des figures 10 et 11 est analogue à celle des figures 8 et 9, mais elle a un20 diamètre inférieur et comporte trois languettes disposées à les unes des autres pour assurer son calage sur le fond de l'enveloppe. La rondelle 6g de la figure 12 est de forme sensiblement carrée à angles arrondis et comporte des trous 7 et des bossages 8. Sa forme permet de la positionner sur le fond de l'enveloppe de manière à éviter tout mouvement radial qui la décentrerait. La ronde 6h de la figure 13 présente sur son pourtour des encoches 12 formées par des trous 7 en partie amputés par la découpe appelés "trous séquents". La rondelle 6h comporte également des bossages 8. La rondelle 6i des figures 14 et 15 comporte des trous 7 et des bossages 8. Une encoche arrondie 13 est ménagée sur le pourtour de cette rondelle 6i. Cette encoche 13 est commodément obtenue au moment de la découpe par chevauchement de la trace de la découpe précédente d'une rondelle 6i identique. Des essais de remplissage d'électrolyte effectués sur des générateurs électrochimiques analogues, les uns dépourvus de rondelle selon l'invention et les autres munis de celle-ci, ont montré que le temps de remplissage diminuait de 4 minutes et 17 secondes à 1 minute. On évite ainsi des pollutions du cordon d'étanchéité et de la surface externe de l'enveloppe par débordement, mais également des10 éclaboussures par l'électrolyte frais venant tomber sur de l'électrolyte précédemment introduit et non absorbé. On a décrit certains modes de réalisation préférés, mais il doit être bien entendu que de nombreuses modifications et variations sont possibles, à la lumière des15 enseignements ci-dessus, sans que l'on sorte du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1./ Générateur électrochimique à électrolyte liquide et électrodes enroulées en spirale munie d'une cheminée axiale (3) de remplissage en électrolyte et placées à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique ou prismatique de telle sorte qu'il existe entre le pourtour externe de l'ensemble des électrodes et la paroi interne de ladite enveloppe un conduit (4) d'évacuation de l'air refoulé par l'électrolyte, générateur caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle (6) disposée entre ladite enveloppe et l'ensemble des électrodes à l'extrémité de ladite cheminée (3) opposée à l'entrée d'électrolyte, ladite rondelle (6) étant munie d'au moins une ouverture (7, 11) mettant en communication ladite15 cheminée (3) et ledit conduit (4). 2./ Générateur selon la revendication 1 dans lequel ladite rondelle est en outre munie de reliefs tournés vers le fond de l'enveloppe. 3./ Générateur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel lesdits reliefs sont formés par des bossages et alternent avec des trous. 4./ Générateur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel lesdits reliefs sont formés par des nervures rectilignes le long de cordes symétriques par rapport à un25 axe de symétrie de la rondelle, entre lesquelles sont disposés des trous. 5./ Générateur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite rondelle comporte à sa périphérie des trous séquents.30 6./ Générateur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite rondelle comporte une encoche arrondie sur son poutour. 7./ Générateur selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite rondelle est percée d'une ouverture unique en forme d'encoche allant de son pourtour à son centre. À w, 8./ Générateur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite rondelle est de dimension transversale inférieure à la dimension transversale interne de l'enveloppe et munie sur son pourtour d'au moins deux languettes (9) de largeur telle qu'elles s'appliquent sur la paroi interne de l'enveloppe.