SK285920B6 - Elektródová zostava - Google Patents

Abstract

Opisuje sa elektródová zostava na použitie napr. v bipolárnom elektrolyzéri, zahŕňajúcom platňu s vnútornou časťou a prírubovou časťou prebiehajúcou okolo okraja vnútornej časti na nesenie plochého tesniaceho prostriedku na utesnenie oddeľovača medzi prírubovými časťami priľahlých elektródových zostáv, pričom oddeľovač je umiestnený medzi povrchomanódy prvej elektródovej zostavy a povrchom katódy druhej elektródovej zostavy tak, že anódový povrch je v podstate paralelný s katódovým povrchom a je priľahlý ku katódovému povrchu, avšak je izolovaný od katódového povrchu a je odsadený od katódového povrchu oddeľovačom a je hermeticky utesnený oddeľovačom; elektrickú vodivú dosku odsadenú od platne; množinu elektricky vodivých prvkov, ku ktorým je elektricky vodivá doska vodivo pripevnená a ktoré poskytujú elektricky vodivé cesty medzi platňou a elektricky vodivou doskou; vstup pre elektrolyt a výstupy pre kvapaliny a plyny. V prípade, že elektródová zostava je anódovou zostavou, vnútornáčasť platne je vybavená množinou výstupkov vybiehajúcich dovnútra, a v prípade, že elektródová zostava je katódovou zostavou, vnútorná časť je vybavená množinou výstupkov vybiehajúcich von, takže výstupky vybiehajúce dovnútra vnútri prijímacej častiplatne anódovej zostavy kopírujú výstupky vybiehajúce von vo vnútornej časti platne priľahlej katódovej zostavy v bipolárnom elektrolyzéri zahŕňajúcom množinu elektródových zostáv.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka elektródových zostáv na použitie, napr. v bipolámych elektrolyzéroch, najmä v modulámych bípolámych elektrolyzéroch, a taktiež v palivových článkoch.

Doterajší stav techniky

Zo stavu techniky sú dobre známe monopoláme elektrolyzéry s membránami kalolisového typu. Jeden z týchto elektrolyzérov je opísaný v patentovom dokumente GB 1,595,183. Výhodou týchto elektrolyzérov je to, že sú ľahko vyrobiteľné, lacné a ľahko zostaviteľné.

Zo stavu techniky sú taktiež dobre známe bipoláme elektrolyzéry. Ako príklad sa môže uviesť elektrolyzér opísaný v patentovom dokumente GB 1,581,348.

V konvenčných bipolámych elektrolyzéroch na použitie v elektrolýze vodných roztokov chloridov alkalických kovov bipoláma jednotka zahŕňa anódu, ktorá má vhodnú formu dosky z kovu tvoriaceho film, obvykle z titánu, pričom táto doska nesie elektrokatalyticky aktívny povlak, napr. povlak oxidu skupiny platinových kovov; a katódu, ktorá má vhodnú formu perforovanej dosky, napr. perforovanej dosky z kovu, obvykle niklu alebo mäkkej ocele, pričom anóda a katóda sú navzájom elektricky vodivo spojené na vytvorenie bipolárnej jednotky. Medzi po sebe idúcimi bipolárnymi jednotkami, ktoré sú usporiadané v rade, sú umiestnené oddeľovače, takže anóda jednej bipolárnej jednotky je privrátená ku katóde priľahlej bipolárnej jednotky stým, že medzi katódou a anódou je umiestnený oddeľovač. Elektrolyzér taktiež zahŕňa anódový a katódový vývod.

Pri prevádzke elektrolytického článku bipolámeho typu je výhodné, aby vzdialenosť medzi anódou a katódou bola pokiaľ možno Čo najmenšia, aby sa dosiahli minimálne ohmické straty, a tým aj minimálne napätie na článku.

Oddeľovače sú obvykle priľahlé ku katóde alebo dokonca sú v kontakte s katódou, pričom aby sa dosiahla malá medzera medzi katódou a anódou bez toho, že by súčasne došlo k poškodeniu oddeľovača, je žiaduce venovať značnú pozornosť výrobe elektród, ktoré sú vhodne ploché, pričom je žiaduce udržať túto plochosť v priebehu tepelnej úpravy, ku ktorej dochádza pri poťahovaní elektródy elektrokatalyticky aktívnym poťahom. Okrem toho sa musí venovať veľká pozornosť zostavovaniu jednotiek v bipolámom elektrolyzéri, aby sa zamedzilo poškodeniu oddeľovačov.

Patent US 4,557,816 opisuje, že sa rovnomerná koncentračná distribúcia elektrolytu na elektródach v bipolárnom elektrolyzéri opísaného v tomto patente môže zlepšiť umiestnením vertikálnych kanálikov na strane elektródy odvrátenej od oddeľovača na zostupný prúd tekutiny.

Patent US 4,643,818 opisuje, že sa elektrický odpor bipolámeho elektrolyzéra opísaného v tomto patente môže znížiť a rovnomerná prúdová hustota sa môže dosiahnuť použitím pevných viackontaktných vodivých prostriedkov medzi jednotlivými článkami v bipolámom elektrolyzéri.

Patent US 4,734,180 opisuje bipolámy elektrolyzér zahŕňajúci bipoláme jednotky, ktoré sú usporiadané tak, že ich zadné časti sú privrátené jedna k druhej s tým, že medzi jednotlivými bipolárnymi jednotkami je umiestnená explozívne spojená doska z titánu a železa, a v ktorých sú k elektróde a k miskovitému telu privarené vodivé rebrá.

Patent US 5,225,060 opisuje, že sa produkcii plynových zón v horných častiach anódových a katódových štruktúr bipolámeho elektrolyzéra opísaného v tomto patente môže zabrániť vytvorením priestorov, ktorými nepreteká prúd, v horných častiach týchto štruktúr.

Patent EP 0,704,556 opisuje, že umiestnenie oddeľovačov typu plyn-tekutina vo vrchnej časti anódových a katódových štruktúr bipolámeho elektrolyzéra opísaného v tomto patente minimalizuje kolísanie tlaku, zhoršovanie membrány a zmeny napätia.

Patentová prihláška WO 98/55670 opisuje prvok pre bipolámy elektrolyzér, ktorého obidve strany sú vytvorené z prírub a protiľahlých výstupkov. Tieto výstupky sú výhodné vo forme zrezaných kužeľov a sú výhodne usporiadané v konfigurácii vycentrovaných šesťuholníkov na zlepšenie laterálneho miešania elektrolytu. Avšak, vertikálne miešanie dosiahneme zostupnými kanálikmi, ktoré znižujú aktívnu oblasť elektródy, čím zosilňujú zmeny prúdovej hustoty na elektróde, čo predstavuje problém pre chod elektrolyzéra, pri ktorom sa produkujú vysoké prúdové hustoty a pre konfigurácie typu anóda/membrána/katóda s úzkou alebo nulovou medzerou a s ionexovou membránou citlivou na nečistoty.

Patent EP 0 521 386 opisuje bipolámy elektrolyzér, zahŕňajúci elektrolytické článkové jednotky, ktoré zahŕňajú elektródové priehradky so zhodnými výklenkami a výstupkami a s pletivami spojenými priamo alebo cez pružiny s týmito výstupkami. Tieto zvislé elektrolytické článkové jednotky sú spojené do série ionexovými membránami usporiadanými medzi priľahlými elektrolytickými článkovými jednotkami na vytvorenie elektrolytickej článkovej zostavy. Avšak, zatiaľ čo ústupky a výstupky zaisťujú dobré laterálne miešanie elektrolytu, vertikálne miešanie je slabé. Vzhľadom na túto skutočnosť, s cieľom udržať zmeny koncentrácie a teploty v článkových jednotkách vnútri prijateľného rozmedzia je žiaduca vonkajšia recirkulácia s energeticky náročným čerpaním, a tým dodatočný nákladný potrubný systém s nádržami.

V elektrolytických článkoch, ktoré majú nulovú medzeru medzi anódou a katódou, je sklon k vytváraniu tlaku pôsobiaceho na oddeľovač cez anódu a katódu, s ktorými je oddeľovač v kontakte, čo má za následok odchýlenie od rovnomernosti oddeľovača a abráziu alebo dokonca roztrhnutie oddeľovača. To sa stane najmä v prípade, že oddeľovač je tvorený ionexovou membránou aje žiaduce pôsobenie tlaku na membránu cez anódu a katódu.

Cieľom vynálezu je poskytnúť elektródovú zostavu pre bipolámy elektrolyzér, ktorá umožňuje použiť veľmi malé alebo dokonca nulové medzery medzi anódami a katódami v tomto elektrolyzéri bez toho, aby došlo k poškodeniu oddeľovača, ktorý minimalizuje elektrický odpor použitím krátkej zvislej cesty nesúcej prúd prebiehajúcej medzi elektródami a nízkoodporovými materiálmi pre takmer celú zvislú cestu nesúcu prúd, a ktorá poskytuje vynikajúcu prúdovú distribúciu v celej elektródovej oblasti. Táto elektródová zostava umožňuje tak horizontálne, ako aj vertikálne prúdenie kvapalín vnútri elektródovej zostavy, ktorá napomáha ich cirkulácii a miešaniu, a má zlepšenú tuhosť a pevnosť, ktorá dovoľuje nižšiu toleranciu, ktorá má byť dosiahnutá v článkovej konštrukcii. Táto elektródová zostava má jednoduchú konštrukciu aje ľahkým spôsobom vyrobiteľná.

Podstata vynálezu

Podľa prvého aspektu vynálezu je predmetom vynálezu elektródová zostava na použitie, najmä v bipolámom elektrolyzéri, ktorá zahŕňa (i) platňu s vnútornou časťou a prírubovou časťou prebiehajúcou pozdĺž okraja vnútornej časti na nesenie plochého tesnenia na utesnenie oddeľovača medzi prírubovými časťami v priľahlých elektródových zostavách, pričom oddeľovač je umiestnený medzi povrchom elektródovej dosky, ktorá je anódou prvej elektródovej zostavy a povrchom elektródovej dosky, ktorá je katódou druhej elektródovej zostavy tak, že povrch anódy jc v podstate paralelný s povrchom katódy a je priľahlý k povrchu katódy, avšak je izolovaný od povrchu katódy, odsadený od povrchu katódy uvedeným oddeľovačom a hermeticky pripevnený k oddeľovaču;

(ii) elektricky vodivú elektródovú dosku odsadenú od platne;

(iii) vstup na tekutinu; a (iv) výstupný zberač na tekutinu;

pričom elektródová doska je elektricky spojená s platňou prostriedkom, ktorý má prípadne formu množiny elektricky vodivých prvkov, ku ktorým je elektricky vodivo pripevnená elektricky vodivá elektródová doska, a ktorý poskytuje elektricky vodivé cesty medzi platňou a elektricky vodivou elektródovou doskou, pričom v prípade, že doska je anódová doska, môže byť prípadne priamo elektricky spojená s platňou; a v prípade, že elektródová zostava je anódová zostava, vnútorná časť platne je vybavená množinou dovnútra vybiehajúcich výstupkov, a v prípade, že elektródová zostava je katódová zostava, vnútorná časť platne je vybavená množinou von vybiehajúcich výstupkov tak, že dovnútra vybiehajúce výstupky vo vnútornej časti platne anódovej zostavy lícujú s von vybiehajúcimi výstupkami vnútornej časti platne priľahlej katódovej zostavy v súprave obsahujúcej viac elektródových zostáv.

Elektricky vodivá doska je výhodne vyrobená z kovu alebo zo zliatiny kovov. V prípade, že elektródová zostava má byť použitá ako anóda pri elektrolýze halogenidu alkalických kovov, elektricky vodivá doska môže byť vyrobená z ventilového kovu alebo zo zliatiny obsahujúcej najmä ventilový kov. V prípade, že elektródová zostava má byť použitá ako katóda pri elektrolýze halogenidu alkalických kovov, elektricky vodivá doska môže byť vyrobená, napr. z nehrdzavejúcej ocele, mäkkej ocele, niklu alebo mede.

Je nutné si uvedomiť, že v prípade, že elektricky vodivá doska je anódou na použitie pri elektrolýze soľanky, potom táto doska nesie elektrokatalyticky aktívny poťah.

Elektricky vodivá doska môže mať ľubovoľnú vhodnú štruktúru. Presná štruktúra nie je rozhodujúca.

Aby tlak vyvíjaný na oddeľovač umiestnený medzi elektricky vodivými doskami priľahlých elektródových zostáv v module podľa tohto vynálezu bol aplikovaný rovnomerne, je výhodne elektricky vodivá doska pružná.

Výhodne každý výstupok vo vnútornej časti platne je elektricky vodivo spojený s elektricky vodivým prvkom, takže výstupky poskytujú množinu bodov na dodávku prúdu, takže zlepšujú prúdovú distribúciu v platni, čo vedie k nižšiemu napätiu, nižšej spotrebe energie a dlhšej životnosti oddeľovača a elektródového poťahu.

Výstupky vo vnútornej časti platne sú výhodne odsadené jeden od druhého v prvom smere a v druhom smere priečnom k prvému smeru. Výhodnejšie sú výstupky symetricky odsadené jeden od druhého. Tak napr. výstupky môžu byť navzájom odsadené o rovnakú prvú vzdialenosť v prvom smere a môžu byť vzájomne odsadené o rovnakú druhú vzdialenosť, ktorá môže byť rovnaká ako prvá vzdialenosť, v druhom smere priečnom na prvý smer, pričom druhý smer môže byť napr. smer kolmý na prvý smer. Výhodne vzájomne odsadenie výstupkov je rovnaké v obidvoch smeroch.

Výstupky vo vnútornej časti platne môžu mať rôzne tvary. Tak napr. výstupky môžu mať kopulovitý tvar, tvar misy, kužeľovitý tvar, výhodne tvar zrezaného kužeľa. Ako príklad spôsobu výroby výstupkov, môže byť uvedená podtlaková technika, explozívna technika, lisovacia technika alebo výhodne technika pozostávajúca z priloženia nástroja s vhodným tvarom na opačný povrch vnútornej časti platne.

Hustota výstupkov na vnútornej časti platne elektródovej zostavy je typicky asi 20 až 200 výstupkov/m², výhodne 40 až 100 výstupkov/m².

Výška výstupkov od roviny vnútornej časti platne môže byť, napr. v rozmedzí od 0,5 až 8 cm, výhodne od 1 do 4 cm, pričom výška výstupkov závisí od hĺbky platne. Vzdialenosť medzi stredmi priľahlých výstupkov na vnútornej časti platne môže byť, napr. v rozmedzí od 1 do 30 cm, výhodne od 5 do 20 cm. Rozmery elektródovej zostavy v smere prúdového toku, t. j. vzdialenosť medzi elektricky vodivou doskou a základňou platne, je výhodne v rozmedzí od 1 do 6 cm na poskytnutie prúdovej cesty, ktorá zaisťuje nízky úbytok napätia na elektródovej zostave bez nutnosti použiť komplikované zariadenie na vedenie prúdu.

Elektricky vodivé prvky, ku ktorým je elektricky vodivá doska elektricky vodivo pripevnená, sú výhodne tvorené stĺpikmi.

V prípade, že elektricky vodivý prvok, ku ktorému je elektricky vodivá doska elektricky vodivo pripevnená, má formu stĺpika a je elektricky spojený s dovnútra vybiehajúcim výstupkom vo vnútornej časti platne, dĺžka prúdovej cesty medzi elektricky vodivou doskou a platňou môže byť minimalizovaná.

V prípade, že anódový stĺpik je vyrobený z titánu alebo jeho zliatiny a katódový stĺpik je vyrobený z niklu alebo jeho zliatiny, dĺžka elektricky vodivej cesty prebiehajúcej cez katódový stĺpik je výhodne väčšia, ako je dĺžka elektricky vodivej cesty prebiehajúcej cez anódový stĺpik. Výhodne pomer dĺžky elektricky vodivej cesty prebiehajúcej cez katódový stĺpik k dĺžke elektricky vodivej cesty prebiehajúcej cez anódový stĺpik je aspoň 2:1, výhodne aspoň 4 : 1 a najvýhodnejšie aspoň 7:1. Tento pomer je typicky aspoň 10 :1.

Dĺžka stĺpikov závisí od vyhotovenia elektrolyzéra a od toho, či stĺpik je združený s anódovou doskou alebo katódovou doskou. DÍžka stĺpika môže byť typicky v rozmedzí od 0 do 10 cm, výhodne od 0 do 4 cm. Skutočnosti, že táto dĺžka sa rovná nule, je nutné rozumieť tak, že vynález má modifikované uskutočnenie, v ktorom elektricky vodivá doska, ktorá pôsobí ako anódová doska, môže byť priamo elektricky spojená s príslušnou platňou alebo alternatívne môže byť pripojená k príslušnej platni vodičom prúdu definovaným ďalej.

V prípade, že elektricky vodivé prvky, ku ktorým sú pripevnené elektricky vodivé dosky, majú formu stĺpikov, každý stĺpik je výhodne vybavený vodičom prúdu, akým je napr. prstenec, sito alebo drátená vlna, a ktorý je priľahlý k elektricky vodivej doske na vytvorenie viacbodového elektrického kontaktu s elektricky vodivou doskou. Výhodne je vodič prúdu tvorený viacramenným vodičom prúdu, ktorý je ďalej označovaný ako hviezdica. V niektorých prípadoch sa predpokladá, že elektrické spojenia sa môžu uskutočniť bez nutnosti použitia stĺpikov. Tak napr. v prípade anódovej zostavy vrchol každého dovnútra vybiehajúceho výstupku môže byť elektricky spojený s anódovou doskou uvedeným vodičom prúdu, akým je napr. hviezdica.

Použitie hviezdic zvyšuje počet bodov na dodávku prúdu na elektrickej vodivej doske a zlepšuje ich distribúciu, čím zlepšuje distribúciu prúdu, čo vedie k nižšiemu napätiu, nižšej spotrebe energie a dlhšej životnosti oddeľovačov a elektródových poťahov.

V prípade, že je použitá hviezdica, dĺžka ramien a počet ramien na hviezdici sa môže meniť vnútri širokého rozmedzia. Typicky hviezdica zahŕňa od 2 do 100 ramien, výhodne od 2 do 8 ramien. Typicky každé rameno je dlhé od 1 do 200 mm, výhodne od 5 mm do 100 mm. Odborník v danom odbore je schopný jednoduchým experimentom určiť vhodné dĺžky ramien hviezdice a ich vhodný počet na hviezdicu.

Hviezdica môže byť pružná alebo pevná. Tvar hviezdic a mechanické vlastnosti hviezdic v anódovej zostave môžu byť rovnaké ako tvar hviezdic a mechanické vlastnosti hviezdic v katódovej zostave alebo môžu byť rozdielne od tvaru hviezdic a mechanických vlastností hviezdic v katódovej zostave. Tak napr. v anódovej zostave sú často žiaduce relatívne nepružné hviezdice s krátkymi ramenami, zatiaľ čo v katódovej zostave sú žiaduce relatívne pružne hviezdice s dlhými ramenami.

Použitie pružne zaťažených hviezdic aspoň pri katódovej doske umožňuje pružné zaťaženie elektródových zostáv, čím sa dosahuje chod elektródovej zostavy s nulovou medzerou a s optimálnym tlakom, ktorý minimalizuje riziko poškodenia oddeľovača a elektródy. Nulovou medzerou sa rozumie to, že medzi elektricky vodivou doskou každej elektródovej zostavy a priľahlým oddeľovačom nie je žiadna medzera, takže priľahlé elektricky vodivé dosky sú pri použití oddelené iba hrúbkou oddeľovača.

V prípade, že oddeľovačje tvorený membránou, pružne zaťažené hviezdice poskytujú rovnomernejšiu podperu pre membránu vo väčšej oblasti, a tým znižujú pohyb membrány, ktorý by inak mohol viesť k poškodeniu membrány v dôsledku napr. ohybu, abrázic alebo zvraštenia membrány.

Hviezdica je výhodne vyrobená z rovnakého kovu ako elektricky vodivá doska, s ktorou je hviezdica v elektrickom kontakte.

Typicky je hviezdica privarená k elektricky vodivej doske, s ktorou je v elektrickom kontakte.

Hviezdica môže byť pripevnená k stĺpiku konvenčnou technikou, akou je napr. zvarovanie, pripevňovanie skrutkami alebo pripevňovanie svorkami.

Ramená každej hviezdice môžu radiálne vybiehať zo stredovej časti určenej na pripevnenie hviezdice k stĺpiku alebo v niektorých prípadoch priamo k vrcholu príslušného výstupku. Ramená hviezdice môžu byť rovnomerne rozmiestnené okolo stredovej časti, takže každé dve priľahlé ramená zvierajú vždy rovnaký uhol.

Podľa ďalšieho aspektu je predmetom vynálezu hviezdica na použitie v elektródovej zostave, ktorá je elektricky vodivo pripevnená k elektricky vodivému prvku a k elektricky vodivej doske, takže distribúcia prúdu k elektrickej vodivej doske je zlepšená.

Podľa ešte ďalšieho aspektu je predmetom vynálezu anódová alebo katódová zostava, ktorá zahŕňa elektricky vodivú dosku, ku ktorej na jednu stranu sú pripevnené hviezdice na distribúciu prúdu, z ktorých každá zahŕňa pripevňovaciu časť na pripevnenie k platni a množinu ramien radiálne vybiehajúcich z pripevňovacej časti, takže dodávka elektrického prúdu sa uskutočňuje cez tieto ramená. Toto usporiadanie umožňuje ľahké privarenie alebo iný spôsob pripevnenia anódovej alebo katódovej zostavy vnútri oddelenia elektrolytického článku alebo modulu ajej vybratie, napr. pri oprave elektricky vodivej dosky alebo nahradenia ľubovoľného elektrolytického poťahu na tejto doske.

V prípade, že stĺpik je vybavený vodičom prúdu, môže byť ďalej vybavený izolačnou čiapočkou usporiadanou na konci stĺpika, ktorý je priľahlý na oddeľovač.

V prípade, že elektródová zostava je tvorená anódovou zostavou, jej platňa môže byť spojená s platňou elektródovej zostavy, tvoriacej katódovú zostavu, zadnými časťami jedna k druhej tak, že dovnútra vybiehajúce výstupky v platni anódovej zostavy kopírujú von vybiehajúce výstupky na platni katódovej zostavy na vytvorenie bipolámej jednotky.

Podľa ďalšieho aspektu je predmetom vynálezu bipoláma jednotka, v ktorej je platňa elektródovej zostavy podľa vynálezu, ktorá je anódovou zostavou, spojená s platňou elektródovej zostavy podľa vynálezu, ktorá je katódovou zostavou tak, že dovnútra vybiehajúce výstupky na platni anódovej zostavy kopírujú von vybiehajúce výstupky na platni katódovej zostavy na vytvorenie bipolárnej jednotky.

V bipolámej jednotke podľa vynálezu sú elektródové zostavy stlačené alebo spojené dohromady, výhodne zvarením, výhodnejšie explozívnym spojením, takže medzi vnútornými časťami platní elektródových zostáv je vytvorený elektrický kontakt.

Tieto bipoláme jednotky s medziľahlými vhodnými oddeľovačmi, plochými tesneniami a tlakovými prostriedkami môžu byť zostavené na vytvorenie bipolámeho elektrolyzéra kalolisového typu.

Podľa ešte ďalšieho aspektu je predmetom vynálezu bipolámy elektrolyzér kalolisového typu, ktorý zahŕňa prostriedok na distribúciu prúdu ajednu alebo niekoľko bipolámych jednotiek pripevnených na rám a zostavených v rade, a to tak mechanicky, ako aj elektricky, pričom podstatou tohto elektrolyzéra je to, že bipoláme jednotky sú tvorené bipolámymi jednotkami podľa ďalšieho aspektu vynálezu.

Prostriedkom na distribúciu prúdu sa rozumie systém, ktorý je za normálnych okolností pripevnený na vnútornú stranu koncových rámov pripevňovacieho rámu elektrolyzéra, a prispôsobený na nesenie prúdu zo zdroja energie, akými sú napr. napájači kábel alebo zbernica, k platniam koncových elektród elektrolyzéra kalolisového typu alebo k vonkajším platniam koncových modulov modulárneho elektrolyzéra tak, že dodávka prúdu je rovnomerne distribuovaná na všetky elektrické kontaktné body na týchto platniach. Typicky prostriedok na distribúciu prúdu môže byť tvorený samostatnými doskami alebo systémami dosiek, káblov alebo drôtov z vodivých kovov. Prostriedok na distribúciu prúdu môže byť prípadne vybavený poťahmi na zvýšenie vodivosti alebo pripevňovacími prvkami na zlepšenie elektrického spojenia medzi prostriedkom na distribúciu prúdu a koncovou elektródou. Alternatívne, najmä v elektrolyzén kalolisového typu, koncové elektródy môžu byť nepretržite pripevnené k prostriedku na distribúciu prúdu, napr. zvarovým spojom.

Jedno výhodné vyhotovenie prostriedku na distribúciu prúdu, ktoré je najmä použiteľné v elektrolyzéri podľa vynálezu, zahŕňa rad medených dosiek prebiehajúcich vo vertikálnom smere od spodnej časti koncového typu k homej časti koncového rámu elektrolyzéra, pričom tieto medené dosky sú navzájom elektricky spojené tak, že sú všetky pripojené v spodnej časti koncového rámu kjedinej horizontálnej medenej zbernici. Na jednom konci koncového rámu elektrolyzéra v mieste, kde sú medené dosky určené na spojenie s platňou, ktorá je časťou anódovej zostavy, môžu byť medené dosky vybavené vodivými von vybiehajúcimi výstupkami alebo vodivými stĺpikmi, ktoré kopírujú dovnútra vybiehajúce výstupky anódy. Na druhom konci rámu elektrolyzéra v mieste, kde sú medené dosky určené na spojenie s platňou, ktorá je časťou katódovej zostavy, môžu byť medené dosky ploché alebo môžu byť vybavené dovnútra vybiehajúcimi výstupkami, ktoré kopírujú von vybiehajúce výstupky katódy. Prípadne medené dosky prostriedku na distribúciu prúdu môžu byť vybavené poťahmi na zvýšenie vodivosti alebo prvkami na zlepšenie elektrického kontaktu s platňou elektródovej zostavy.

Koncové elektródy bipolámeho elektrolyzéra kalolisového typu podľa vynálezu sú výhodne tvorené elektródovými zostavami podľa vynálezu.

V prípade, že elektródová zostava podľa vynálezu poskytuje konce bipolámeho elektrolyzéra, môže byť elektródová zostava vybavená prostriedkom na dodávku elektrickej energie do tejto elektródovej zostavy. Tak napr. tento prostriedok môže byť tvorený výstupkom, ktorý má vhodný tvar na pripevnenie ku zbernici, keď je elektródová zostava zostavená v elektrolyzéri.

Typicky bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa vynálezu zahŕňa až 300 bipolárnych jednotiek.

Prostriedky na poskytnutie záťaže na hermetické utesnenie bipolárnych elektrolyzérov podľa vynálezu sú pre odborníka v danom odbore zrejmé zo stavu techniky.

Moduláme bipoláme elektrolyzéry sú známe. Tieto elektrolyzéry sú napr. opísané v patentoch US 4,108,752 a US 4,664,770.

Výhoda modulámeho bipolámeho elektrolyzéra spočíva v tom, že na modulámy bipolámy elektrolyzér pôsobí nižšia záťaž v tlaku, ako na konvenčné bipoláme elektrolyzéry, pretože pri modulámom bipolámom elektrolyzéri sa žiada zaťaženie zaisťujúce iba elektrický kontakt medzi priľahlými modulmi, a preto nie je nutné aplikovať zaťaženie na utesnenie každého článku v elektrolyzéri. Použitie nižšej záťaže v tlaku vylučuje potrebu robustných koncových dosiek a príslušných systémov na generovanie tlaku. Okrem toho použitie modulov uľahčuje tak výrobu/zostavovanie bipolámeho elektrolyzéra, ako aj jeho údržbu.

Patent US 4,108,752 opisuje modulámy bipolámy elektrolyzér zahŕňajúci množinu vyberateľných modulov. Každý modul zahŕňa dvojicu kopírujúcich sa platní, z nich každá má vnútornú časť a okrajovú prírubovú časť obklopujúcu vnútornú časť, pričom platne sú navzájom spojené pri prírubových častiach tak, že vnútorná časť každej platne je priľahlá k vnútornej časti pripojenej platne. Medzi platňami je obvykle umiestnený rovinný oddeľovač. Vnútorná časť jednej platne a zodpovedajúca strana rovinného oddeľovača definujú prvú zostavu a vnútorná časť druhej platne a opačná strana rovinného oddeľovača definujú druhú zostavu. Vnútri každej zostavy je umiestnená rovinná elektróda, ktorá je paralelná s rovinou oddeľovača a ktorá je elektricky a štruktúrne pripojená k zodpovedajúcej platni, napr. stĺpikmi. Bipolámy elektrolyzér kalolisového typuje zostavený vyrovnaním množiny modulov tak, že rovinné vonkajšie povrchy platní sú paralelné. Medzi privrátené povrchy platní priľahlých modulov je vložený aspoň jeden viackontaktný vodivý pásik, v dôsledku čoho rovinné vonkajšie povrchy platní sú paralelné a, keď sú moduly stlačené jeden k druhému, vodivé pásiky sú zovreté medzi týmito vonkajšími povrchmi, čím vytvárajú pozitívny elektrický kontakt medzi priľahlými článkami na niekoľkých miestach.

Patent US 4,664,770 opisuje modul pre modulámy elektrolyzér, ktorý zahŕňa kryt tvorený dvomi zostavami, z nich každá má spodnú stranu prebiehajúcu v rovine paralelnej krovinám, v ktorých leží anóda a katóda. Anóda a katóda sú oddelené membránou, pričom tak anóda, ako aj katóda majú množinu perforovaných a «perforovaných sekcií usporiadaných paralelne jedna k druhej. Medzi anódou a priľahlým vnútorným povrchom spodnej strany jednej zostavy a medzi katódou a priľahlým vnútorným povrchom spodnej strany druhej štruktúry je umiestnená kovová výstuha s rámovou konfiguráciou. K vonkajšiemu po vrchu každej spodnej strany je pripevnený kontaktný pásik, pričom kontaktné pásiky priľahlých článkov sú elektricky spojené. Taktiež sú tu prostriedky na pripojenie každého kontaktného pásika ku kovovej výstuži a k «perforovaným sekciám v elektróde v pripevnenej zostave. Rozdeľujúca membrána prebieha medzí anódou a katódou v každom module apíoché tesniace prostriedky utesňujú spojenie medzi zostavami a membránou. V prípade, že elektrolyzér je zostavený usporiadaním množiny týchto modulov do radu pomocou známych zariadení na generovanie tlaku, elektrický kontakt medzi priľahlými modulmi je zaistený elektricky vodivými kontaktnými páskami.

V prípade, že elektricky vodivé prvky, ku ktorým sú pripevnené elektricky vodivé dosky v elektródových zostavách podľa vynálezu, sú tvorené prvkami nesúcimi záťaž, modulu pre modulámy bipolámy elektrolyzér sa môže dať prednosť pred uvedenými elektródovými zostavami. Tieto moduly sú jednoduchým spôsobom zostaviteľne, pričom sú jednoduchým spôsobom pripevniteľné k ostatným modulom na ráme elektrolyzéra a umiestniteľné spolu s ostatnými modulmi na ráme elektrolyzéra. Okrem toho je jednoduchým spôsobom dosiahnuté dobré elektrické spojenie medzi susednými modulmi. Časť plochy membrány, ktorá je podrobená elektrolýze, je taktiež zväčšená v porovnaní so známymi modulámymi konfiguráciami.

Podľa výhodného aspektu je predmetom vynálezu modul na použitie v modulámom bipolámom elektrolyzéri, ktorý zahŕňa:

a) anódovú zostavu zahŕňajúcu:

i) platňu s vnútornou časťou a prírubovou časťou prebiehajúcou okolo okraja vnútornej časti, ii) anódovú dosku, ktorá má prípadne elektrokatalyticky aktívny povrch, iii) prostriedok, prípadne zahŕňajúci množinu elektricky vodivých prvkov nesúcich záťaž, ku ktorým je elektricky vodivo pripevnená anóda, poskytujúca elektricky vodivé cesty medzi platňou a anódovou doskou, iv) vstup na tekutinu a

v) výstup na tekutiny;

b) katódovú zostavu zahŕňajúcu:

i) platňu s vnútornou časťou a prírubovou časťou prebiehajúcou okolo okraja vnútornej časti, ii) katódovú dosku, ktorá má prípadne elektrokatalyticky aktívny povrch, iii) množinu elektricky vodivých prvkov nesúcich záťaž, ku ktorým je elektricky vodivo pripevnená katóda a ktoré poskytujú elektricky vodivé cesty medzi platňou a katódovou doskou, iv) vstup na tekutinu a

v) výstup na tekutiny;

c) oddeľovač, ktorý je umiestnený medzi anódovou doskou a katódovou doskou tak, že anódový povrch je v podstate paralelný s katódovým povrchom a privrátený ku katódovému povrchu, avšak je izolovaný od katódového povrchu a odsadený od katódového povrchu oddeľovačom, ktorý tak rozdeľuje modul na samostatné katódové a anódové oddelenie;

d) plochý tesniaci prostriedok na utesnenie oddeľovača medzi prírubovými časťami platní,

e) prostriedok na priloženie napätia na plochý tesniaci prostriedok na hermetické utes«nie oddeľovača medzi prírubovými časťami platní, pričom podstata modulu pozostáva z toho, že

i) vnútorná časť platne anódovej zostavy je vybavená množinou dovnútra vybiehajúcich výstupkov a vnútorná časť platne katódovej zostavy je vybavená množinou von vybiehajúcich výstupkov, takže dovnútra vybiehajúce výstupky anódovej zostavy modulu kopírujú von vybiehajúce výstupky katódovej zostavy priľahlého modulu v modulámom bipolámom elektrolyzéri, ktorý zahŕňa množinu modulov, a ii) prípadne zahŕňa jednu alebo niekoľko bipolámych jednotiek podľa vynálezu, výhodne s elektricky vodivými stĺpikmi nesúcimi záťaž, a príslušné oddeľovače vložené medzi anódové a katódové zostavy.

Je nutné si uvedomiť, že usporiadaním jednej alebo niekoľkých bipolámych jednotiek, spoločne s príslušnými plochými tesneniami ä oddeľovačmi, medzi anódovou zostavou a katódovou zostavou modulu podľa vynálezu a použitím prostriedku na priloženie tlaku na hermetické utesnenie oddeľovačov medzi plochými tesneniami a plochých tesnení medzi elektródovými zostavami je možné vytvoriť „hybridný modul“, ktorý zahŕňa dve alebo niekoľko anódových zostáv a dve alebo niekoľko katódových zostáv s dvomi alebo niekoľkými oddeľovačmi. Je nutné upozorniť na to, že tieto hybridné moduly spadajú do rozsahu vynálezu.

Jedna výhoda hybridného modulu pozostáva z toho, že obmedzuje počet zdvíhacích operácií, ktoré sú žiaduce vnútri operačného priestoru článku, čo vedie k obmedzeniu bezpečnostných rizík a k zníženiu prestoja pri výmene elektródovej zostavy alebo modulu v priebehu údržby alebo opravy.

Prostriedok na priloženie tlaku na ploché tesnenia na hermetické utesnenie oddeľovača medzi prírubovými časťami platne je výhodne vybavený skrutkami prebiehajúcimi cez otvory vytvorenými v prírubových častiach. Avšak táto skutočnosť nevylučuje možnosť použitia alternatívneho prostriedku na priloženie tlaku.

V prípade, že elektricky vodivé prvky nesúce záťaž v module sú vybavené vodičmi prúdu, výhodne každý stĺpik je vybavený izolačnou čiapočkou a výhodnejšie v elektricky vodivej doske je vytvorený otvor prispôsobený izolačnej čiapočke, a to najmä v prípade, že elektricky vodivá doska má formu sita. V prípade, že otvor prispôsobený izolačnej čiapočke je vytvorený v elektricky vodivej doske, izolačná čiapočka je výhodne tvorená podložkou.

Podľa ďalšieho výhodného aspektu je predmetom vynálezu modulámy bipolámy elektrolyzér, ktorý zahŕňa jeden alebo niekoľko modulov zostavených na pripevňovacom ráme do radu, a to tak mechanicky, ako aj elektricky, a dosky na distribúciu prúdu na každom konci elektrolyzéra, pričom podstata tohto elektrolyzéra spočíva v tom, že moduly sú tvorené modulmi podľa výhodného hľadiska vynálezu.

Elektricky izolačné podložky prenášajúce záťaž sú výhodne usporiadané na koncoch elektricky vodivých stĺpikov nesúcich záťaž, priľahlých k elektricky vodivej doske v modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa vynálezu a v prípade, že stĺpiky nesú záťaž, na koncoch stĺpikov priľahlých k elektricky vodivej doske v bipolámom elektrolyzéri kalolisového typu podľa vynálezu. Táto izolačná podložka bráni mechanickému poškodeniu membrány a, pretože v mieste podložky nedochádza k elektrolýze, membrána nie je vystavená poškodeniu vyplývajúcemu z elektrolýzy.

Tieto izolačné podložky môžu byť vyrobené z nevodivého materiálu, ktorý je odolný proti chemickým látkam obsiahnutým vnútri článku, akým je napr. fluoropolymer, napr. produkt PTFE, FEP, PFA, polypropylén, produkt CPVC a fluoroelastoméma guma. Izolačné podložky môžu byť usporiadané na kovových výstupkoch, ktoré sa nachádzajú medzi stĺpikmi a elektricky vodivou doskou s tým, že podložky sú privrátené k oddeľovaču alebo membráne.

V modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa vynálezu zahŕňajúcom množinu modulov, vnútorná časť anódovej platne jedného modulu a vnútorná časť katódovej platne priľahlého modulu sú elektricky spojené, výhodne pri vrcholoch výstupkov.

Elektrická vodivosť medzi priľahlými modulmi v modulámom bipolámom elektrolyzéri sa môže dosiahnuť použitím prepojovacích prvkov alebo výhodne aspoň tesným kontaktom medzi priľahlými modulmi.

Elektrická vodivosť medzi priľahlými modulmi sa môže zvýšiť poskytnutím materiálov zvyšujúcich vodivosť alebo prvkov zvyšujúcich vodivosť usporiadaných na vonkajšom povrchu platní. Ako príklady materiálov zvyšujúcich vodivosť sa môžu uviesť vodivé uhlíkové peny, vodivé tuky a povlaky z kovu s vysokou vodivosťou, akým je napr. striebro alebo zlato.

Na zlepšenie elektrickej vodivosti medzi priľahlými modulmi sa výhodne používajú prvky, ktoré zvyšujú elektrickú vodivosť. Ako príklady týchto prvkov sa môžu uviesť elektricky vodivé bimetalické dosky privarené k anóde, elektricky vodivé bimetalické dosky vytvorené spájaním pomocou explózie, elektricky vodivé kovové prvky, akými sú napr. podložky, alebo výhodne elektricky vodivé kovové prvky, ktoré sú uspôsobené a) na odieranie povrchu platní alebo na prenikanie do povrchu platní zarezávaním alebo zadieranim cez ľubovoľný elektricky izolujúci poťah pokrývajúci povrch platní, akým je napr. vrstva oxidu, b) na aspoň obmedzovanie tvorby izolačnej vrstvy medzi týmto prvkom a povrchom platne.

Podľa ďalšieho aspektu tento vynález poskytuje elektricky vodivý kovový prvok uspôsobený na (a) odieranie povrchu platní alebo na prenikanie do povrchu platne zarezávaním alebo zadieranim cez elektricky izolujúci poťah pokrývajúci povrch platní, akým je napr. vrstva oxidu a (b) na aspoň obmedzovanie tvorby izolačnej vrstvy medzi týmto prvkom a povrchom platne (ďalej je tento prvok uvádzaný ako „abrazívny prvok“).

Abrazívny prvok je vybavený jedným alebo viacerými výstupkami. Abrazívnym prvkom môže byť napr. podložka v tvare hviezdy, ktorá má 18 výstupkov. Výhodne je však abrazívny prvok vybavený najviac 6 výstupkami. Kvôli mechanickej stabilite pri montáži elektrolyzéra je tiež často výhodne abrazívny prvok vybavený aspoň 3 výstupkami. Výhodne sú tieto výstupky umiestnené na oboch stranách abrazívneho prvku.

Výhodne je abrazívny prvok umiestnený na dovnútra vybiehajúcom výstupku vnútornej časti platne anódovej zostavy na zabezpečenie elektrického kontaktu medzi platňou a kopírujúcim von vybiehajúcim výbežkom vnútornej časti platne katódovej zostavy. Výhodne je abrazívny prvok umiestnený na každom dovnútra vybiehajúcom výstupku na anóde.

Abrazívny prvok môže byť vyrobený z elektricky vodivého materiálu, ktorý je dostatočne tvrdý na to, aby sa zarezal do aspoň jednej z platní elektródovej zostavy, obzvlášť do titánovej anódy, a aby prenikol cez akýkoľvek poťah pokrývajúci povrch elektród tvorený oxidom. Takéto abrazívne prvky sa môžu pripraviť napr. z uhlíkovej ocele, niklu, niklovej zliatiny a výhodne zo zliatiny berýlium/meď.

Abrazívny prvok môže byť pripevnený k anóde, napr. skrutkami, zvarovým spojom alebo kolíkovým spojom z kovu, akým je napr. titán. Výhodne je tento prvok pripevnený tak, že sa môže otáčať v aspoň obmedzenom rozsahu.

Abrazívny prvok je výhodne opätovne použiteľný, t. j. môže byť použitý na uskutočnenie opakovaného spojenia bez toho, že by sa musel vymeniť.

Vynález je ďalej kompletnejšie opísaný pre aplikácie chlóru a hydroxidu alkalického kovu, akou je napr. elektro6 lýza soľanky s tým, že sa budú robiť odkazy na použitie rôznych aspektov vynálezu.

Pre odborníka v danom odbore jc zrejmá voľba počtu modulov alebo bipolámych jednotiek v bipolámych elektrolyzéroch podľa vynálezu z hľadiska žiaducej produkcie, dosiahnuteľného výkonu alebo napätia a istých obmedzení známych pre tohto odborníka.

Typicky modulámy bipolámy elektrolyzér podľa vynálezu zahŕňa 1 až 300 modulov.

Bipoláme elektrolyzéry kalolisového typu a moduláme bipoláme elektrolyzéry môžu byť v prevádzke pri tlakoch medzi 50 a 600 kPa, výhodne medzi 50 a 150 kPa.

Spodná časť elektródovej zostavy je vybavená vstupným potrubím, ktoré výhodne prebieha z jednej strany elektródovej zostavy k druhej strane na umožnenie dodávky tekutiny do spodnej časti elektródovej zostavy. Tak napr. v prípade, že modulámy bipolámy elektrolyzér sa má použiť na elektrolýzu soľanky, vstupné potrubie umožňuje dodávku kaustickej zložky do katódovej zostavy a dodávku soľanky do anódovej zostavy. Výhodne je vstupné potrubie napájané tekutinou iba z jedného konca.

Vstupné potrubie je vybavené otvormi, ktoré sú odsadené pozdĺž potrubí, výhodne o rovnakú vzdialenosť na zlepšenie distribúcie tekutiny v elektródovej zostave. Otvory sú výhodne vytvorené tak, že v prípade, že v elektródovej zostave je usporiadaná priehradka, ktorá bude ďalej podrobnejšie opísaná, tekutina prúdiaca z otvorov je zavedená do recirkulačného prúdu generovaného touto priehradkou. Rozmery otvorov sú také, že tlakový spád vstupného potrubia je minimalizovaný.

Počet otvorov vo vstupnom potrubí pre ľubovoľnú konkrétnu aplikáciu môže odborník v danom odbore ľahko vypočítať. Typicky je počet otvorov asi od 2 do 10, výhodne asi 6 na jeden meter vstupného potrubia. Typicky má každý otvor priemer asi od 1 do 3 mm, výhodne asi 2 mm.

Napájacie potrubie, cez ktoré sa tekutina vedie do vstupného potrubia, je vyrobené znevodivého materiálu a môže sa zasunúť do vstupného potrubia do ľubovoľnej hĺbky tohto potrubia. Tak napr. napájacie potrubie môže dosahovať takmer slepý koniec vstupného potrubia. V bipolámych elektrolyzéroch zväčšená dĺžka nevodivého napájacieho potrubia zväčšuje dĺžku tekutinovej cesty medzi článkami v elektrolyzéri, čím znižuje riziko poškodenia elektrolyzéra koróziou spôsobenou zvodovým prúdom.

Vstupné potrubia sú výhodne zhotovené z rovnakého materiálu ako elektródové zostavy, ktoré sú napájané týmito potrubiami. Tak napr. v prípade, že anóda je vyrobená z titánu alebo jeho zliatiny, vstupné potrubie združené s touto anódou je výhodne vyrobené z titánu alebo jeho zliatiny, zatiaľ čo v prípade, že katóda je vyrobená z niklu alebo jeho zliatiny, vstupné potrubie združené s touto katódou je výhodne vyrobené z niklu alebo jeho zliatiny.

Ako príklady vhodných nevodivých materiálov, z ktorých môže byť vyrobené napájacie potrubie, sa môžu uviesť fluoropolyméry, akými sú napr. produkty PTFE, FEP a PFA.

Prítomnosť elektricky vodivej dosky alebo elektricky vodivých dosiek navzájom odsadených oddeľovačom vytvára oblasť elektrolýzy v modulámom elektrolyzéri alebo bipolámom elektrolyzéri kalolisového typu.

Vyčerpaná tekutina a procesný plyn sa vyvedú z elektródovej zostavy cez výstupný systém zahŕňajúci výstupnú štrbinu, výstupný zberač, v ktorom dochádza k oddeleniu plynu od kvapaliny, a výstupný otvor. Poškodenie oddeľovača spôsobeného vytvorením vzduchovej kapsy v blízkosti oddeľovača v hornej časti oblasti elektrolýzy je aspoň obmedzené a často vylúčené umiestnením výstupného zberača v oblasti, v ktorej neprebieha elektrolýza a ktorá sa nachádza v elektródovej zostave nad oblasťou elektrolýzy.

Vo výstupnom systéme zmes plynu a kvapaliny prúdi hore z oblasti elektrolýzy cez výstupnú štrbinu, nachádzajúcou sa nad oddeleniami elektrolyzéra, do výstupného zberača. Hĺbka výstupnej štrbiny, ktorá prebieha pozdĺž v podstate celej šírky elektródovej zostavy, je okrem iného zvolená s ohľadom na prúdovú hustotu, plochu elektród a teplotu, takže plynná fáza je rozptýlená vo forme bublín v nepretržitej kvapalnej fáze. Hĺbka výstupnej štrbiny typicky tvorí asi od 5 do 50 %, výhodne od 10 do 30 % hĺbky elektródovej zostavy, t. j. vzdialenosti medzi vnútornou časťou platne a elektródovou doskou.

Vzájomné oddeľovanie plynu od kvapaliny prebieha rýchlo vo výstupnom zberači, ktorý prebieha v podstate pozdĺž celej šírky elektródovej zostavy. Prierez výstupného zberača je okrem iného zvolený s ohľadom na prúdovú hustotu, plochu elektródy a teplotu tak, že sa výstupným zberačom vedie vrstvený horizontálny prúd zmesi plynu a kvapaliny výhodne s hladkým rozhraním.

Prúdy plynu a kvapaliny sú vyvedené z výstupného zberača cez jeden alebo viacero výstupných otvorov, výhodne cez jeden výstupný otvor, výhodnejšie umiestnený na jednom konci výstupného zberača. Prierez výstupného otvoru je okrem iného zvolený s ohľadom na prúdovú hustotu, plochu elektród a teplotu tak, že prúd kvapaliny a plynu vedený cez výstupný otvor má výhodne formu prstencovitej vrstvenej prúdnice s plášťovou vrstvou kvapaliny a stredovým jadrom plynu.

Výhoda systému opísaného pred týmto pre kvapalinu a plyn spočíva v tom, že nízky tlakový spád zamedzuje pokles rozhrania medzi plynom a kvapalinou do oblasti elektrolýzy v elektródovej zostave, čo má za následok vylúčenie rizika poškodenia oddeľovača spôsobeného vytvorením vzduchových komôrok v blízkosti oddeľovača v hornej časti oblasti elektrolýzy. Ďalšia výhoda tohto výstupného systému pre kvapalinu a plyn spočíva v minimalizácii kolísania tlaku, ktoré spôsobuje fyzické poškodenie oddeľovača obrusovaním o elektródovú dosku. Plášťová vrstva kvapaliny vedená po vnútornej stene výstupného potrubia prináša ešte ďalšiu výhodu spočívajúcu vo zvýšení odporu cesty tekutiny medzi článkami v elektrolyzéri, a tým znížení rizika poškodenia elektrolyzéra koróziou spôsobenou zvodovými prúdmi.

Vo výhodnom uskutočnení vynálezu výstupný zberač pre kvapalinu a plyn má formu pravouhlej štruktúry, prebiehajúcej v podstate pozdĺž celej šírky elektródovej zostavy. Zadná doska výstupného zberača tvorí predĺženie zadnej časti platne, vybiehajúceho hore vo vertikálnom smere elektródovej zostavy. Táto zadná doska je pod uhlom 90° ohnutá do smeru k elektróde kolmého na zadnú časť platne na vytvorenie vrchnej dosky výstupného zberača a ďalej pod uhlom 90° ohnutá dole na vytvorenie čelnej dosky zberača tak, že čelná doska zberača je v podstate paralelná so zadnou doskou zberača. Uvedená doska môže byť prípadne ohnutá pod uhlom 90° späť na zadnú dosku zberača na vytvorenie spodnej dosky zberača a ďalej pod uhlom 90° ohnutá dole na vytvorenie čelnej dosky výstupnej štrbiny. Alternatívne čelná doska výstupnej štrbiny môže byť tvorená predĺžením čelnej dosky výstupného zberača.

Pri spodnej časti výstupnej štrbiny je čelná doska pod uhlom 90° ohnutá do smeru od zadnej dosky a do smeru kolmého na zadnú dosku na vytvorenie vrchnej dosky platne. Táto vrchná doska je potom pod uhlom 90° ohnutá smerom hore na vytvorenie prírubovej časti platne.

Výška prírubovej časti účinne definuje vertikálne vedenie prúdu plynu a kvapaliny cez výstupnú štrbinu a pravo uhlá komora nad prírubovou časťou tvorí výstupný zberač. Typicky výška prírubovej časti je asi od 20 do 80 % výšky výstupného zberača.

Ploché tesnenia na utesnenie oddeľovača medzi prírubovými časťami platní v bipolámych elektrolyzéroch podľa vynálezu, ktoré môžu byť rozdielne v anódových a katódových zostavách, sú vyrobené z materiálu s vhodnou chemickou odolnosťou a vhodnými fyzikálnymi vlastnosťami. Ako príklad takého materiálu môže byť uvedená zmäkčená živica EPDM. V prípade, že materiál nemá vhodnú kombináciu chemickej odolnosti a fyzikálnych vlastností, ploché tesnenie, vyrobené z materiálu, ktorý má vhodné chemické vlastnosti, môže byť vybavené chemicky odolným plášťom, ktorý je vyrobený, napr. z produktu PTFE, a ktorý pokrýva vnútorný okraj plochého tesnenia.

Ploche tesnenie môže mať formu rámu, výhodne nepretržitého rámu, takže, keď dve ploché tesnenia sú umiestnené na obidvoch stranách oddeľovača a sú zaťažené tlakom cez prírubové častí, je dosiahnuté hermetické utesnenie modulu.

Ploché tesnenie je umiestnené medzi anódou a oddeľovačom a medzi katódou a oddeľovačom.

Uvedený rám môže mať ľubovoľnú konfiguráciu, ktorá umožňuje hermetické utesnenie oddeľovača v module alebo oddelení. Rám má typicky štvorcovú alebo obdĺžnikovú konfiguráciu. Prierez rámu môže mať ľubovoľnú konfiguráciu, ktorá umožňuje účinné utesnenie oddeľovača. Tak napr. tento rám môže mať kruhový, trojuholníkový alebo štvorcový prierez, ale je výhodný obdĺžnikový prierez s tým, že rozmer v smere kolmom na rovinu plochého tesnenia je menší ako rozmer v rovine plochého tesnenia.

Výhodne prierez rámu plochého tesnenia zahŕňa výstupok, ktorý prebieha v podstate pozdĺž celého obvodu rámu pre záber s oddeľovačom, pričom tento výstupok je umiestnený na vnútornom a/alebo vonkajšom okraji rámu.

Uvedený výstupok môže mať ľubovoľný tvar, ktorý umožňuje tesné zovretie oddeľovača, ale výhodne má hruškovú konfiguráciu, ako je napr. konfigurácia s čiastočne kruhovým prierezom.

Pri použití sa každá strana oddeľovača uvedie do záberu s príslušným tesnením tak, že výstupky plochých tesnení sú navzájom vyrovnané, pričom tieto výstupky pri ich stlačení spôsobia lokálne zovretie plochého tesnenia okolo celého obvodu plochých tesnení na zamedzenie presakovania článkových tekutín cez štruktúru oddeľovača alebo pozdĺž štruktúry oddeľovača zvnútra oddelenia, v ktorom prebieha elektrolýza, do miest nachádzajúcich sa mimo tohto oddelenia. Toto vyhotovenie plochého tesnenia je účinné najmä v zabránení presakovania článkových tekutín, keď je oddeľovač zdrsnený alebo má nerovnomerný povrch, ktorý je spôsobený napr. prítomnosťou výstužného sita alebo obsahuje kanáliky vytvorené rozpustením obetovaných komponentov vnútri oddeľovača; alebo keď elektrolýza v oddelení elektrolýzy prebieha pri tlaku vyššom, ako je atmosférický tlak.

V modifikovanom uskutočnení každé ploché tesnenie môže byť vybavené výstupkom na opačnej strane na záber s príslušnou prírubovou časťou elektródovej zostavy.

Ploché tesnenie alebo rám môže zahŕňať otvory na vedenie tesniacich skrutiek cez tieto otvory, najmä v prípade, že ploché tesnenie je použité v module.

V prípade, že ploché tesnenie je vybavené chemicky odolným plášťom uvedeným pred týmto, tento plášť môže pokrývať výstupok na zovretie plochého tesnenia.

Elektrolýza podľa vynálezu môže prebiehať pri vysokej prúdovej hustote, ako je napr. prúdová hustota väčšia ako 4,5 kA/m².

Oddeľovač je výhodne tvorený v podstate ionexovou membránou, ktorá neprepúšťa elektrolyt. Ale nie je vylúčená možnosť použitia poréznej membrány, ktorá neprepúšťa elektrolyt.

V prípade, že oddeľovač je tvorený ionexovou membránou, táto membrána môže byť vyrobená z ľubovoľného vhodného ionexového materiálu.

Iónové permselektívnc membrány na produkciu chlóru a alkálie sú dobre známe zo stavu techniky. Membrána je výhodne vyrobená z polymémeho materiálu obsahujúceho fluór, ktorý obsahuje aniónové skupiny. Výhodne je týmto materiálom polymér obsahujúci aniónové skupiny, ktorý obsahuje všetky väzby C-F a žiadne väzby C-H.

Membrána môže mať formu jednovrstvovej alebo viacvrstvovej fólie. Membrána môže byť zosilnená tým, že je prilaminovaná alebo potiahnutá na tkanú tkaninu alebo mikroporeznu fóliu. Okrem toho môže byť membrána na jednej alebo obidvoch stranách pokrytá chemicky odolným poťahom na zlepšenie zmáčania membrány a uvoľňovanie plynu.

V prípade, že membrána, ktorá nesie povrchový poťah, je použitá v chlóralkalických aplikáciách, povrchový poťah je typicky vytvorený z oxidu kovu, inertného proti chemickému prostrediu, akým je napr. zirkónium.

Vhodné membrány pre chlóralkalické aplikácie sú dostupné pod obchodným označením „Nafion“ u spoločnosti E I Du Pont de Nemeurs and Co. Ibc., „Flemion“ u spoločnosti Asahi Glass Co. Ltd. a „Aciplex“ u spoločnosti Asahi Chemical Co. Ltd.

Oddeľovač je umiestnený medzi priľahlými anódovými doskami a katódovými doskami, čim oddeľuje anódovú zostavu od katódovej zostavy.

Medzera medzi anódou a katódou medzerou je vhodne v rozmedzí od 3 do 0 mm, výhodne od 1 do 0 mm. Takže, keď medzera medzi anódou a katódou sa rovná nule, anódy a katódy modulu sú v kontakte s oddeľovačom.

V bipolámych elektrolyzéroch, vybavených v podstate nepriepustnou ionexovou membránou, vodný roztok chloridu alkalického kovu sa privádza do anódovej zostavy bipolámeho elektrolyzéra a chlór a vyčerpaný vodný roztok chloridu alkalického kovu sa odvádza z anódovej zostavy bipolámeho elektrolyzéra, zatiaľ čo vodík a hydroxid alkalického kovu sa odvádza z katódovej zostavy bipolámeho elektrolyzéra.

Anódová doska v elektródovej zostave môže byť kovová, pričom zvolenie kovu s vhodnými vlastnosťami závisí od vlastností elektrolytu, ktorý má byť elektrolyzovaný v elektrolyzéri. Výhodným kovom je kov tvoriaci tenké povlaky, a to najmä v prípade, že vodný roztok chloridu alkalického kovu má byť elektrolyzovaný v elektrolyzéri. Tento kov môže byť vybraný z množiny kovov zahŕňajúcej titán, zirkón, niób, tantal alebo volfrám alebo môže byť zliatinou jedného alebo viacerých kovov zvolených z tejto množiny, pričom tento kov má anodické polarizačné vlastnosti porovnateľné s anodickými polarizačnými vlastnosťami titánu.

Anódová doska má poťah z elektricky vodivého elektrokatalyticky aktívneho materiálu. Najmä v prípade, že vodný roztok chloridu alkalického kovu má byť elektrolyzovaný, tento poťah môže napr. obsahovať jeden alebo viacero kovov z platinovej skupiny kovov, zahŕňajúcej platinu, ródium, irídium, ruténium, osmium a paládium.

Elektricky vodivé elektrokatalyticky aktívne materiály na použitie ako anódové poťahy v elektrolyzéri sú dobre známe zo stavu techniky a sú opísané, napr. v patente EP 0,052,986, EP 0,107,934 a EP 0,129,374.

Pre katódovú dosku v elektródovej zostave sa môže použiť ľubovoľný vhodný kov, ktorý je odlišný od kovu anódy tvoriaceho tenké povlaky, samozrejme za predpokladu, že kov použitý pre katódovú dosku je vodivý aje odolný proti elektrolytu použitom v elektrolytickom článku. Výhodne katódová doska je vyrobená z niklu alebo zliatiny niklu alebo z iného materiálu, ktorý má vonkajšiu čelnú stranu z niklu alebo zo zliatiny niklu. Tak napr. katódová doska môže zahŕňať jadro iného kovu, akým je napr. oceľ alebo meď, a vonkajší plášť z niklu alebo zliatiny niklu. Niklu alebo zliatine niklu je daná prednosť kvôli odolnosti tohto materiálu proti korózii v elektrolytickom článku, v ktorom vodný roztok chloridu alkalického kovu je elektrolyzovaný, a kvôli dlhodobému vodíkovému predpätiu niklu alebo zliatiny niklu.

Katódová doska môže byť upravená na zvýšenie jej povrchovej plochy, napr. pieskovaním.

Katódová doska môže byť vybavená elektrovodivým elektrokatalyticky aktívnym poťahom. Elektricky vodivé elektrokatalytické aktívne materiály na použitie ako katódové poťahy v elektrolyzéri sú dobre známe zo stavu techniky a sú opísané, napr. v patentoch EP 0,479,423, WO 95/05499, WO 95/05498, EP 0,546,714, WO 96/24705, EP 0,052,986 a EP 0,107,934.

Elektródová doska môže mať ľubovoľnú žiaducu štruktúru. Tak napr. elektródová doska môže obsahovať množinu vrstiev. Ale výhodne každá elektródová doska je tvorená perforovanou doskou, t. j. môže byť dierovaná, alebo môže mať formu expandovaného kovu, alebo môže byť tkaná alebo netkaná, alebo môže mať žalúziovú štruktúru. Najvýhodnejšie anódové a katódové dosky majú formu sít.

Ako sa uviedlo pre týmto, platňa v elektródovej zostave je všeobecne z rovnakého materiálu ako elektricky vodivá doska. Platňa má typicky takú hrúbku, že je ohybná, výhodne pružná.

V anódových a katódových zostavách je výhodne usporiadaná jedna alebo niekoľko priehradiek na vytvorenie prvého kanálika medzí prvou stranou priehradky a elektródovou doskou a druhého kanálika medzi druhou stranou priehradky a vnútornou časťou platne, pričom prvý a druhý kanálik sú vo vzájomnom spojení, výhodne aspoň pri hornej a dolnej časti elektródovej zostavy alebo v blízkosti hornej a dolnej časti elektródovej zostavy. Prvý kanálik poskytuje vedenie na vzostupné prúdenie soľanky naplnenej plynom k výstupnému zberaču pri hornej časti elektródovej zostavy. Druhý kanálik poskytuje vedenie na zostupné prúdenie odplynenej soľanky k spodnej časti elektródovej zostavy. Priehradky výhodne prebiehajú vo vertikálnom smere. Priehradky využívajú zdvíhací účinok generovaného plynu na zvýšenie cirkulácie tekutiny a miešania tekutiny, ktoré prinášajú isté výhody.

Zlepšené miešanie anódovej a katódovej zostavy minimalizuje koncentračné a teplotné gradienty vnútri zostáv, čím predlžuje dobu životnosti anódového poťahu a membrány. Najmä v anódovej zostave zlepšené miešanie umožňuje použitie vysoko kyslej soľanky na dosiahnutie nízkych hodnôt kyslíka v chlóre bez rizika poškodenia membrány spôsobenej protonáciou. Zlepšené miešanie v katódovej zostave umožňuje priamu dodávku deionizovanej vody na udržanie konštantnej hladiny koncentrácie kaustickej zložky po odstránení koncentrovanej kaustickej zložky.

Šikmá priehradná doska umiestnená v hornej časti elektródovej zostavy ďalej zvyšuje vzájomné oddelenie kvapaliny a plynu zrýchlením vzostupného prúdu zmesi kvapaliny a plynu z oblasti elektrolýzy, ktoré spôsobuje zvýšenie zjednocovania plynových bublín.

Priehradky sú vyrobené z materiálu, ktorý je odolný proti chemickému prostrediu v článku. Priehradky v anódovej zostave môžu byť vyrobené z fluoropolyméru alebo vhodného kovu, akým je napr. titán alebo jeho zliatina. Priehradky v katódovej zostave môžu byť vyrobené z fluoropolyméru alebo vhodného kovu, akým je napr. nikel.

V anódovej zostave priehradky, ak sú prítomné, sú výhodne pripevnené k dovnútra vybiehajúcim výstupkom v anódovej platni. V katódovej zostave priehradky, ak sú prítomné, sú výhodne pripevnené k stĺpikom.

Priehradka môže mať jednodielnu štruktúru, prebiehajúcu v horizontálnom smere v elektródovej zostave alebo výhodne obsahuje množinu dielov, výhodne dva diely, z nich každý prebieha v elektródovej zostave s tým, že medzi jednotlivými dielmi je horizontálna medzera. V prípade, že je použitá dvojdielna priehradka, spodný diel podporuje recirkuláciu tekutiny a vrchný diel pomáha v udržaní oblasti na poklesnutie peny pri vrchnej časti zostavy, keď chod prebieha pri vysokých prúdových hustotách.

Pri chode množina bipolámych elektrolyzérov podľa vynálezu môže byť usporiadaná tak, že sú elektricky napájané z rovnakého usmerňovača.

Tekutina je výhodne dodávaná paralelne do všetkých modulov v modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa vynálezu z rovnakého soľankového akaustického rozvádzača.

Výstupné soľankové a kaustické kvapaliny sú vyvedené paralelne zo všetkých modulov v modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa vynálezu k spoločným soľankovým a kaustickým zberačom.

Moduly v modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa vynálezu sú pripevnené v ráme, cez ktorý prechádza prúd, a sú držané dohromady ľubovoľnými konvenčnými prostriedkami, akými sú napr. skrutky, svorky, hydraulické alebo pneumatické prostriedky.

Modulámy bipolámy elektrolyzér a bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa vynálezu sú najmä použiteľné vo výrobe chlóru elektrolýzou vodných roztokov chloridu alkalických kovov, najmä vodného roztoku chloridu sodného.

Elektródová zostava podľa vynálezu môže byť použitá ako prúdové distribučné zariadenie v elektrolytickom článku vybavenom ionexovou membránou, ktorá tvorí tzv. pevný polymémy elektrolyt.

Vynález sa opísal na elektródovej zostave vhodnej na použitie v elektrolyzéri na elektrolýzu vodného roztoku halogenidu alkalických kovov. Ale je zrejmé, že táto elektródová zostava môže byť použitá v elektrolyzéroch, v ktorých môžu byť elektrolyzované iné roztoky alebo v iných typoch elektrolytických článkov, akými sú napr. palivové články.

Podľa ďalšieho aspektu je predmetom vynálezu elektródová zostava zahŕňajúca:

i) platňu s vnútornou časťou a prírubovou časťou obklopujúcou okraj vnútornej časti na nesenie plochého tesniaceho prostriedku na utesnenie oddeľovača medzi prírubovými časťami priľahlých elektródových zostáv;

ii) elektricky vodivú dosku odsadenú od platne; a iii) prostriedok, ktorý prípadne zahŕňa množinu elektricky vodivých prvkov, ku ktorým je elektricky vodivo pripevnená elektricky vodivá doska, a ktorý poskytuje elektricky vodivé cesty medzi platňou a elektricky vodivou doskou; pričom podstata tejto elektródovej zostavy spočíva v tom, že elektricky vodivé prvky v prípade, že sú prítomné, majú formu stĺpikov, pričom v prípade, že elektródová zostava je anódovou zostavou, vnútorná časť platne jc vybavená množinou dovnútra vybiehajúcich výstupkov a v prípade, že elektródová zostava je katódovou zostavou, vnútorná časť platne je vybavená množinou von vybiehajúcich výstupkov.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na lepšie pochopenie vynálezu je v nasledujúcej časti tejto prihlášky vynálezu uvedený opis príkladov uskutočnenia vynálezu, v ktorom sa nachádzajú odkazy na priložené výkresy, na ktorých obr. 1 zobrazuje vrchnú časť elektródovej zostavy podľa vynálezu vo forme anódovej zostavy, obr. 2 zobrazuje vrchnú časť elektródovej zostavy podľa vynálezu vo forme katódovej zostavy, obr. 3 zobrazuje vrchnú časť bipolámej jednotky podľa vynálezu, obr. 4 zobrazuje vrchnú časť modulu podľa vynálezu, obr. 5 zobrazuje anódovú zostavu modulu podľa vynálezu, obr. 6 zobrazuje prierez spodnej časti modulu podľa vynálezu, obr. 7 a 8 zobrazuje priestorový, resp. bočný pohľad na abrazívne zariadenie, obr. 9 zobrazuje jedno uskutočnenie plochého tesnenia na použitie s elektródovou zostavou podľa vynálezu, obr. 10 zobrazuje zväčšený detail časti plochého tesnenia zobrazeného na obr. 9, a obr. 11 zobrazuje prierez plochého tesnenia zobrazeného na obr. 9.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Ako je to zrejmé z obr. 1 a 2, platňa 1 je tvorená prírubovou časťou 2 a vnútornou časťou 3, v ktorej sú vytvorené dovnútra vybiehajúce výstupky 4 v tvare zrezaného kužeľa, resp. von vybiehajúce výstupky 5 v tvare zrezaného kužeľa. Ku každému dovnútra vybiehajúcemu výstupku 4, resp. von vybiehajúcemu výstupku 5 je elektricky pripojený elektricky vodivý prvok 6, ktorým je stĺpik, ku ktorému je pripevnená hviezdica (nie je zobrazená). Z obrázkov je zrejmé, že elektricky vodivé prvky 6, ktorými sú stĺpiky, združené s katódovou zostavou sú značne dlhšie ako elektricky vodivé prvky 6, ktorými sú stĺpiky, združené s anódovou sústavou. Pokiaľ ide o anódovú sústavu, elektricky vodivé prvky 6, ktorými sú stĺpiky, môžu byť úplne vynechané. V tomto prípade anódová doska môže byť buď priamo spojená s príslušnou platňou 1 alebo môže byť spojená s touto platňou priamo cez hviezdice. Elektródová doska 8 má typicky formu sita a je spojená s hviezdicami. Medzi koncom elektricky vodivého prvku 6, ktorým je stĺpik, a elektródovou doskou 8 je usporiadaná elektricky izolačná podložka 9. V elektródových doskách 8 v miestach, kde elektricky vodivé prvky 6, ktorými sú stĺpiky, majú byť pripevnené k príslušným elektródovým doskám 8, sú vytvorené otvory, dovnútra ktorých sú uložené izolačné podložky 9. Ako je to zrejmé z obr. 4, prírubové časti 2 sú vybavené prírubovými podložkami 2b a druhými otvormi 10 a prvými otvormi 10B. Tieto druhé otvory 10 a prvé otvory 10B sú vytvorené tak, aby sa cez ne nedali viesť skrutky (nie sú zobrazené) na priskrutkovanie anódovej zostavy a katódovej zostavy spoločne s plochým tesnením a membránou na vytvorenie modulu podľa vynálezu. Pozdĺž vrchného okraja platne 1 prebieha výstupný zberač 11. Prúd tekutiny do výstupného zberača 11 sa uskutočňuje cez výstupnú štrbinu 35, ktorá sa nachádza na vrchnom konci každej elektródovej zostavy, pričom táto výstupná štrbina 35 je vytvorená tak, že je usporiadaná priamo nad elektródovou doskou 8 a pod odsadenými valcovitými trubicami 36, ktoré sa kryjú s otvormi vo vnútornej časti 3 a prírubovej časti 2, a ktoré premosťujú hlavne vertikálne steny výstupného zberača 11- Teda prúd tekutiny sa vedie cez vý stupnú štrbinu 35 a ďalej okolo trubíc 36 do výstupného zberača 11.

Elektródové zostavy podľa vynálezu môžu byť použité v elektrolyzéroch kalolisového typu, modulámych článkoch a palivových článkoch. Obr. 3 zobrazuje jednotku, v ktorej dve elektródové zostavy sú združené na vytvorenie bipolámej elektródovej zostavy na použitie v elektrolyzéri kalolisového typu alebo palivového článku. V tomto prípade sú elektródové zostavy zostavené tak, že von vybiehajúce výstupky 5 zapadajú do príslušných dovnútra vybiehajúcich výstupkov 4. Obr. 4 zobrazuje jednotku, v ktorej sú elektródové zostavy spojené dohromady spoločne oddeľovačom usporiadaným medzi týmito elektródovými zostavami na použitie v modulámom elektrolyzéri alebo v palivovom článku. V obidvoch prípadoch je zrejmé, že keď sú jednotky z množiny jednotiek zostavené, výsledný efekt sa dosiahne tým, žc výstupky 4 priľahlých anód a katód bez ohľadu nato, či ide o časť rovnakej jednotky alebo časti oddelených jednotiek, navzájom do seba zapadajú.

Ako je to zrejmé z obr. 3, zobrazujúceho bipolámu zostavu, anódová zostava zobrazená na obr. 1, a katódová zostava zobrazená na obr, 2, sú usporiadané tak, že ich zadné strany sú priľahlé jedna k druhej, a elektricky vodivo spojené s elektricky vodivým prvkom 12, ktorým je abrazívny prvok, usporiadaným medzi dovnútra vybiehajúcim výstupkom 4 na anódovej zostave a von vybiehajúcim výstupkom 5 na katódovej zostave, pričom usporiadanie je také, že keď obidve zostavy sú tlačené jedna k druhej, elektricky vodivý prvok 12, ktorým je abrazívny prvok, poskytuje žiaduce elektrické spojenie medzi vrcholmi von vybiehajúcich výstupkov 5 a základňami dovnútra vybiehajúcich výstupkov, a teda medzi elektrickými vodivými prvkami 6, ktorými sú stĺpiky, vybiehajúcimi k elektródovým doskám 8.

Ako je to zrejmé z obr. 4, zobrazujúceho modulámu elektródovú zostavu, anódová zostava, zobrazená na obr. 1, a katódová zostava, zobrazená na obr. 2, sú spojené skrutkami (nie sú zobrazené) prebiehajúcimi druhými otvormi 10 vytvorenými v prírubových častiach 2. Medzi tesneniami 14 umiestnenými medzi prírubovými časťami 2 je tesne zovretý oddeľovač 13, ktorýje membrána . Vodiče 7 prúdu, ktorými sú hviezdice, ktoré nie sú zobrazené na obr. 1 až 3, poskytujú elektricky vodivé cesty medzi elektrickými vodivými prvkami 6, ktorými sú stĺpiky, a elektródovými doskami 8. Vodiče 7 prúdu, ktorými sú hviezdice zahŕňajú kotúčové stredové časti 40, ktoré sú pripevnené ku koncom elektrických vodivých prvkov 6, ktorými sú stĺpiky, napr. zvarovým spojom, skrutkami alebo svorkami, a množinu ramien 38, ktoré radiálne vybiehajú z kotúčovej stredovej časti 40 a sú pripevnené pri voľných koncoch, napr. zvarovým spojom, k príslušnej elektródovej doske 8. Jednotlivé ramená 38 sú obvykle rovnomerne rozdelené okolo obvodu kotúčovej stredovej časti 40, t. j. ramená 38 z každej dvojice susedných ramien zvierajú rovnaký uhol, takže dodávka prúdu cez elektricky vodivé prvky 6, ktorými sú stĺpiky, je distribuovaná do množiny rovnomerne odsadených bodov obklopujúcich dotyčný elektricky vodivý prvok 6, ktorým je stĺpik. Najmä v prípade, že elektródové zostavy sú určené na použitie v elektrolýzach halogenídov alkalických kovov, katódové hviezdice môžu byť vyrobené z materiálu, akým je napr. nehrdzavejúca oceľ, nikel alebo meď, zatiaľ čo anódové hviezdice sú vyrobené z ventilového kovu alebo z jeho zliatin. Ramená 38 vodičov 7 prúdu, ktorými sú hviezdice, ktoré sú združené s anódovou zostavou, sú kratšie, ako ramená 38 vodičov 7 prúdu, ktorými sú hviezdice, ktoré sú združené s katódovou zostavou.

V skutočnosti, v priebehu výroby elektródových zostáv vodiče 7 prúdu, ktorými sú hviezdice, môžu byť privarené alebo nejakým iným spôsobom pripevnené k elektródovým doskám 8 a potom môžu byť privarené alebo nejakým iným spôsobom pripevnené k elektricky vodivým prvkom 6, ktorými sú stĺpiky. Toto usporiadanie umožňuje nahradenie alebo opravenie anódových/katódových dosiek alebo obnovu/nahradenie ľubovoľného elektrokatalyticky aktívneho povlaku na týchto doskách.

Ako je to zrejmé z obr. 5, anódová zostava s dovnútra vybiehajúcimi výstupkami 4 v platni 1 je vybavená napájacim potrubím 15 vybiehajúcim k vstupnému potrubiu (nie je zobrazené) na soľný roztok a výstupným potrubím 16 na chlór alebo vyčerpané soľankové zmesi. Katódová zostava je vybavená katódovým napájacím potrubím 17 vybiehajúcim k vstupnému potrubiu (nie je zobrazené) na kaustickú zložku a katódové výstupné potrubie 18 na vodík a kaustické zmesi.

Ako je to zrejmé z obr. 6, anódová zostava je vybavená anódovým napájacím potrubím 15, ktoré je sústredné s anódovým vstupným potrubím 19, v ktorom sú vytvorené anódové vstupné otvory 24, a anódovými priehradkami 21, ktoré sú pripevnené na dovnútra vybiehajúcich výstupkoch 4. Katódová zostava je vybavená katódovým napájacím potrubím 17, ktoré je sústredené so vstupným katódovým potrubím 20, v ktorom sú vytvorené katódové vstupné otvory 23, a katódovými priehradkami 22, ktoré sú pripevnené na elektricky vodivých prvkoch 6, ktorými sú stĺpiky. Anódové vstupné otvory 24 a katódové vstupné otvory 23 v anódovom vstupnom potrubí 19, resp. v katódovom vstupnom potrubí 20 sú vytvorené tak, že sa tekutina prúdiaca z týchto otvorov vedie smerom k zadným častiam platní za anódové priehradky 21 a katódové priehradky 22 na napomáhanie miešania. Anódové priehradky 21 a katódové priehradky 22 slúžia na rozdelenie anódových a katódových oddelení do dvoch navzájom spojených zón na umožnenie recirkulácie kvapaliny uvedenej pred týmto. Anódové priehradky 21 a katódové priehradky 22 (nie sú zobrazené na obr. 1 až 3) prebiehajú vertikálne vnútri anódových, resp. katódových oddelení zo spodných koncov elektródových zostáv k horným koncom týchto zostáv a vytvárajú dva kanály vnútri každej elektródovej zostavy, ktoré sú spojené aspoň pri spodných a horných koncoch elektródových zostáv.

Ako je to zrejmé z obr. 7 a 8, elektricky vodivý prvok 12, ktorým je abrazívny prvok, je tvorený tlačnou podložkou 35, ktorá je na obidvoch čelných stranách vybavená ostrými výstupkami 34, takže, keď priľahlá anódová zostava a katódová zostava sú tlačené jedna k druhej, ostré výstupky 34 sa zadierajú do materiálu katódovej a anódovej platne.

Ako je zrejmé z obr. 9 a 11, každé tesnenie 14 môže mať pravouhlú konfiguráciu s druhými otvormi 10 určenými na vyrovnávanie s prvými otvormi 10B vytvorených v prírubových častiach 2, takže tesnenia 14 sa stlačia, keď sa elektródové zostavy pritiahnu jedna k druhej na zovretie oddeľovača 13 /membrány medzi týmito elektródovými zostavami. Každé tesnenie 14 má pri vnútornom okraji zväčšenú hrúbku na vytvorenie výstupku 30, ktorý vybieha za rovinu tesnenia 14 na jednej strane tohto tesnenia, Tesnenia 14 sú s elektródovými zostavami zostavené tak, že ich výstupky 30 sú v kontakte s priľahlými stranami oddeľovača 13, ktorým je membrána. V oblasti kontaktu s oddeľovačom 13, ktorým je membrána, prierez každého výstupku 30 môže mať tvar časti kruhu. V dôsledku lokálneho zväčšenia hrúbky tesniaceho prostriedku, taktiež aj v dôsledku skutočnosti, že membrána je stlačená a utesnená medzi priľahlými plochými stranami tesniacich prostriedkov, oddeľovač 13, ktorým je membrána, je dodatočne zovretý medzi výstupkami 30, čo vedie k vytvoreniu tlačného tesnenia, ktoré je najmä účinné pri zabránení presakovania článkovej tekutiny cez štruktúru membrány alebo pozdĺž štruktúry membrány.

Tesnenia 14 sú taktiež vybavené na vnútorných okrajoch plášťom 32 z chemicky odolného materiálu, akým je produkt PTFE. V modifikovanom uskutočnení každé ploché tesnenie môže byť vybavené výstupkom na strane opačnej k strane, z ktorej vybiehajú výstupky 30, na uvedenie do kontaktu s príslušnou prírubovou časťou 2.

V prípade, že je žiaduce vymeniť anódovú alebo katódovú dosku elektródovej zostavy, anódová alebo katódová doska môže byť vybratá z elektródovej zostavy odobratím podložiek 9 a vyzlečením kotúčových stredných častí 40 vodičov 7 prúdu, ktorými sú hviezdice, umožňujúcim ich odpojenie od elektricky vodivých prvkov 6, ktorými sú stĺpiky, alebo priamo od elektródovej platne alebo bipolámej dosky, v prípade, že nie sú prítomné elektricky vodivé prvky 6, v tomto prípade stĺpiky. Tak napr. v prípade, že kotúčové stredné časti hviezdic sú privarené, napr. bodovými zvarovými spojmi, odpojenie týchto stredových časti môže byť uskutočnené vyvŕtaním zvarových spojov použitím vŕtacieho alebo obrábacieho nástroja. V prípade, že kotúčové stredové časti sú pripevnené k stĺpikom alebo k platniam skrutkami alebo svorkami, odpojenie týchto stredových častí môže byť uskutočnené vybratím skrutiek alebo týchto svoriek. V niektorých prípadoch zvarový systém použitý na pripevnenie stredových časti môže byť uskutočnený tak, že poskytuje iba slabé zvarové spoje, takže hviezdice môžu byť odpojené od stĺpikov, platni alebo bipolámych dosiek jednoducho prerušením týchto zvarových spojov použitím fyzickej sily. Po odpojení hviezdic sa anóda alebo katóda môže vybrať a nahradiť novou elektródovou zostavou zahŕňajúcou anódu alebo katódu s radou hviezdic, ktoré sú usporiadané tak, že ich umiestnenie zodpovedá umiestneniu stĺpikov alebo výstupkov v prípade, že stĺpiky nie sú použité. Nové alebo renovované elektródové zostavy sú potom fyzicky alebo elektricky opätovne pripevnené, napr, zvarovými spojmi, skrutkami alebo svorkami.

V prípade, že spôsob pripevnenia hviezdic nezahŕňa použitie zvarových spojov, t. j. zahŕňa použitie napr. skrutiek alebo svoriek, k stredovým častiam hviezdic a/alebo na povrch stĺpikov, platní alebo bipolámych dosiek môžu byť priložené prostriedky na zvýšenie vodivosti, akými sú napr. podložky, abrazívne kotúče alebo vodivé poťahy. Prípadne tam, kde je žiaduce zaistiť dobrý fyzikálny a elektrický spoj s náhradnou anódou alebo katódou, hrubé povrchy stĺpikov, platní alebo bipolámych dosiek, ktoré sa vytvorili pri odstraňovaní elektródových zostáv, môžu byť upravené brúsením, pieskovaním, pilovaním apod.

Claims (65)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektródová zostava zahŕňajúca (i) platňu (1) s vnútornou časťou (3) a prírubovou časťou (2) prebiehajúcou pozdĺž okraja vnútornej časti na nesenie plochého tesnenia (14) na utesnenie oddeľovača (13) medzi prírubovými časťami (2) v priľahlých elektródových zostavách, pričom oddeľovač (13) je umiestnený medzi povrchom elektródovej dosky (8), ktorá je anódou prvej elektródovej zostavy a povrchom elektródovej dosky (8), ktorá je katódou druhej elektródovej zostavy tak, že povrch anódy je v podstate paralelný s povrchom katódy a je priľahlý k povrchu katódy, aleje izolovaný od povrchu katódy a odsadený od povrchu katódy uvedeným oddeľovačom (13) a hermeticky pripevnený k oddeľovaču; (ii) elektricky vodivú elektródovú dosku (8) odsadenú od platne; (iii) vstup na tekutinu; a (iv) výstupný zberač (11) na tekutinu; vyznačujúca sa t ý m , že elektródová doska (8) je elektricky spojená s platňou (1) prostriedkami, ktoré majú prípadne formu množiny elektricky vodivých prvkov (6), ku ktorým je elektricky vodivo pripevnená elektricky vodivá elektródová doska (8), a ktoré poskytujú elektricky vodivé cesty medzi platňou (1) a elektricky vodivou elektródovou doskou (8), pričom v prípade, že doska je anódová doska, môže byť prípadne priamo elektricky spojená s platňou; a v prípade, že elektródová zostava je anódová zostava, vnútorná časť (3) platne je vybavená množinou dovnútra vybiehajúcich výstupkov (4), a v prípade, že elektródová zostava je katódová zostava, vnútorná časť (3) platne je vybavená množinou von vybiehajúcich výstupkov (5), takže dovnútra vybiehajúce výstupky (4) vo vnútornej časti platne anódovej zostavy lícujú s von vybiehajúcimi výstupkami (5) vnútornej časti platne priľahlej katódovej zostavy v súprave obsahujúcej viac elektródových zostáv.
2. 2. Elektródová zostava podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že elektricky vodivá elektródová doska (8) je pružná.
3. 3. Elektródová zostava podľa nároku 1 alebo 2, v y značujúca sa tým, že každý výstupok (4, 5) je elektricky vodivo spojený s elektricky vodivým prvkom (6).
4. 4. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúca sa tým, že výstupky (4, 5) sú odsadené jeden od druhého v prvom smere a v smere priečnom na tento prvý smer.
5. 5. Elektródová zostava podľa nároku4, vyznačujúca sa tým, že výstupky (4, 5) sú navzájom odsadené o rovnakú vzdialenosť v prvom smere a v priečnom smere.
6. 6. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až

   5, vyznačujúca sa tým, že výstupky (4, 5) majú tvar zrezaných kužeľov.
7. 7. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až

   6, vyznačujúca sa tým, že elektricky vodivé prvky (6) sú tvorené stĺpikmi.
8. 8. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až

   7, vyznačujúca sa tým, že každý elektricky vodivý prvok (6) zahŕňa vodič (7) prúdu, výhodne viacramenný vodič prúdu, priľahlý k elektricky vodivej elektródovej doske (8) na vytvorenie viacbodového elektrického kontaktu s touto doskou.
9. 9. Elektródová zostava podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že elektródovou zostavou je anódová zostava vybavená vodičmi prúdu vo forme relatívne nepružných hviezdic s krátkymi ramenami (38).
10. 10. Elektródová zostava podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že elektródovou zostavou je katódová zostava vybavená vodičmi (7) prúdu vo forme pružných hviezdic s dlhými ramenami (38).
11. 11. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až 10, vyznačujúca sa tým, že v spodnej časti elektródovej zostavy sa nachádza vstupné potrubie (19, 20), ktoré výhodne prebieha z jednej bočnej časti elektródovej zostavy k druhej bočnej časti.
12. 12. Elektródová zostava podľa nároku 11, vyznačujúca sa tým, že vstupné potrubie (19, 20) je vybavené vstupnými otvormi (24, 23), usporiadanými pozdĺž vstupného potrubia a navzájom odsadenými o rovnakú vzdialenosť.
13. 13. Elektródová zostava podľa nároku 12, vyznajú j ú c a sa tým, že rozmery vstupných otvorov (24, 23) sú také, že tlakový gradient pozdĺž vstupného potrubia (19, 20) je minimalizovaný.
14. 14. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 11 až 13, vyznačujúca sa tým, že vstup na tekutinu do vstupného potrubia (19, 20) je iba jednom konci tohto potrubia.
15. 15. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 11 až 14, vyznačujúca sa tým, že napájacie potrubie (15), ktoré napája vstupné potrubie (19, 20), prebieha pozdĺž vstupného potrubia až takmer k slepému koncu vstupného potrubia.
16. 16. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 11 ažl 5, vyznačujúca sa tým, že napájacie potrubie (15), ktoré napája vstupné potrubie (19, 20), je vytvorené z nevodivého materiálu a výhodne prebieha pozdĺž vstupného potrubia.
17. 17. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až 16, vyznačujúca sa tým, že vnútri elektródovej zostavy je usporiadaná jedna priehradka alebo viacero priehradiek (21, 22) na vytvorenie kanálika medzi prvou stranou priehradky a elektricky vodivou elektródovou doskou (8) a druhého kanálika medzi druhou stranou priehradky a vnútornou časťou (3) platne, pričom prvý kanálik je určený na vzostupné vedenie elektrolytu naplneného plynom k výstupnému zberaču umiestnenému pri vrchnom konci elektródovej zostavy a druhý kanálik je určený na zostupné vedenie odplyneného elektrolytu k spodnej časti elektródovej zostavy.
18. 18. Elektródová zostava podľa nároku 17, vyznačujúca sa tým, že priehradky (21, 22) prebiehajú vo vertikálnom smere.
19. 19. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 17 alebo 18, vyznačujúca sa tým, že v prípade, že elektródová zostava je tvorená anódovou zostavou vyrobenou z titánu alebo jeho zliatin, priehradky (21,22) sú vyrobené z titánu alebo jeho zliatin, a v prípade, že elektródová zostava je tvorená katódovou zostavou vyrobenou z niklu alebo jeho zliatin, priehradky (21, 22) sú vyrobené z niklu alebo jeho zliatin.
20. 20. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 17 ažl 9, vyznačujúca sa tým, že v prípade, že elektródová zostava je tvorená anódovou zostavou, priehradky (21, 22) sú pripevnené k dovnútra vybiehajúcim výstupkom (4) anódovej platne a v prípade, že elektródová zostava je tvorená katódovou zostavou, priehradky (21, 22) sú pripevnené k elektricky vodivým prvkom (6).
21. 21. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 17 až 20, vyznačujúca sa tým, že priehradky (21, 22) zahŕňajú množinu dielov, z ktorých každý prebieha elektródovou zostavou s tým, že medzi jednotlivými dielmi sú horizontálne medzery.
22. 22. Elektródová zostava podľa nároku 7 alebo niektorého z nárokov 8 až 21, keď sú závislé od nároku 7, v y značujúca sa tým, že elektricky vodivé prvky (6), vo forme stĺpikov, sú prispôsobené na nesenie záťaže.
23. 23. Elektródová zostava podľa nároku 22, vyznačujúca sa tým, že konce elektricky vodivých prvkov (6), vo forme stĺpikov, nesúcich záťaž sú vyrovnané s otvormi v elektrickej vodivej elektródovej doske (8).
24. 24. Bipoláma jednotka, vyznačujúca sa tým, že platňa anódovej zostavy podľa niektorého z nárokov 1 až 23 je spojená s platňou katódovej zostavy podľa niektorého z nárokov 1 až 23 tak, že dovnútra vybiehajúce výstupky (4) platne anódovej zostavy kopírujú von vybiehajúce výstupky (5) platne katódovej zostavy na vyli tvorenie bipolámej jednotky.
25. 25. Bipolámy elektrolyzér kalolisového typu, ktorý zahŕňa: a) prostriedok na distribúciu prúdu; b) aspoň dve bipoláme jednotky pripevnené na pripevňovacom ráme a zostavené do série, tak mechanicky, ako aj elektricky; a c) ploché tesnenie (14) na utesnenie oddeľovača (13) medzi prírubovými časťami (2) priľahlých anódových a katódových elektródových zostáv, vyznačujúci sa t ý m , žc bipoláme jednotky sú tvorené bipolámymi jednotkami podľa nároku 24.
26. 26. Modul, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa: a) anódovú zostavu podľa niektorého z nárokov 1 až 23 a katódovú zostavu podľa niektorého z nárokov 1 až 23;b) oddeľovač (13) usporiadaný medzi elektródovou doskou (8), ktorou je anódová doska a elektródovou doskou (8) ktorou je katódová doska tak, že anódový povrch je v podstate paralelný s katódovým povrchom a je priľahlý ku katódovému povrchu, ale je izolovaný a odsadený od katódového povrchu oddeľovačom (13), ktorý rozdeľuje modul na samostatné anódové a katódové oddelenia; c) ploché tesnenie (14) na utesnenie oddeľovača (13) medzi prírubovými časťami (2) na okrajoch platni (1); a d) tlakové prostriedky na pôsobenie tlaku na ploché tesnenie (14) na hermetické utesnenie oddeľovača (13) k nemu; pričom i) dovnútra vybiehajúce výstupky (4) anódovej zostavy jedného modulu sú usporiadané tak, že kopírujú von vybiehajúce výstupky (5) katódovej zostavy priľahlého modulu, keď sú použité v modulámom bipolámom elektrolyzéri zahŕňajúcom množinu modulov; a ii) prípadne jedna alebo viac bipolámych jednotiek podľa nároku 24, výhodne s elektricky vodivými stĺpikmi nesúcimi záťaž, a združené oddeľovače vložené medzi anódové a katódové zostavy.
27. 27. Modulámy bipolámy elektrolyzér, ktorý zahŕňa jeden alebo viacero modulov zostavených na pripevňovacom ráme, moduly sú v sérii, a to tak mechanicky, ako aj elektricky, kde sa nachádza dva a viac modulov; a dosky na distribúciu prúdu na každom konci elektrolyzéra, vyznačujúci sa tým, že každý modul je tvorený modulom podľa nároku 26.
28. 28. Elektrolyzér podľa nároku 25 alebo 27, vyznačujúci sa tým, že elektrická vodivosť medzi priľahlými modulmi v modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa nároku 27 alebo medzi elektródovými zostavami v bipolámej jednotke bipolámeho elektrolyzéra kalolisového typu podľa nároku 25, je dosiahnutá priamym kontaktom priľahlých modulov alebo priľahlých elektródových zostáv.
29. 29. Elektrolyzér podľa nároku 25 alebo 27, v y znalí u j ú c i sa tým, že elektrická vodivosť medzi priľahlými modulmi v modulámom bipolámom elektrolyzéri podľa nároku 27 alebo medzi elektródovými zostavami v bipolámej jednotke bipolámeho elektrolyzéra kalolisového typu podľa nároku 25 je zvýšená použitím materiálu zvyšujúceho vodivosť alebo použitím elektricky vodivého prvku (12) medzi priľahlými modulmi alebo priľahlými elektródovými zostavami.
30. 30. Elektrolyzér podľa nároku 29, vyznačujúci sa t ý m , že zariadenie na zvýšenie vodivosti je tvorené elektricky vodivým prvkom (12), ktorým je elektricky vodivá kovová podložka prispôsobená na zarezávanie sa do platne.
31. 31. Elektrolyzér podľa nároku 30, vyznačujúci sa tým, že elektricky vodivý prvok (12) je umiestnený v každom dovnútra vybiehajúcom výstupku (4) na platni (1) anódovej zostavy na vytvorenie elektrického kontaktu medzi dovnútra vybiehajúcimi výstupkami (4) a kopírujúcimi von vybiehajúcimi výstupkami (5) na platni priľahlej katódovej zostavy.
32. 32. Modul podľa nároku 26, keď je závislý od nároku 22 alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku 25, keď je závislý od nároku 22, vyznačujúci sa tým, že pomer dĺžky elektricky vodivej cesty prebiehajúcej cez elektricky vodivý prvok (6), ktorým je katódový stĺpik k dĺžke elektricky vodivej cesty prebiehajúcej cez elektricky vodivý prvok (6), ktorýmje anódový stĺpik je aspoň 2:1, výhodne aspoň 4:1a výhodnejšie aspoň 10 : 1.
33. 33. Modul podľa nároku 26 alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku25, vyznačujúci sa tým, že prostriedok na vyvíjanie tlaku na ploché tesnenia na hermetické utesnenie oddeľovača k nim je vybavený skrutkami prebiehajúcimi cez otvory (10) v prírubových častiach (2).
34. 34. Modul podľa nároku 26, keď je závislý od nároku 22 alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku 25, keď je závislý od nároku 22, v y z n a í u j ú c i sa t ý m , že na koncoch elektricky vodivých prvkov (6) priľahlých k elektricky vodivej elektródovej doske (8) sú usporiadané elektricky izolujúce podložky (9) prenášajúce záťaž.
35. 35. Modul podľa nároku 26 alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku25, vyznačujúci sa tým, že oddeľovač (13) je v podstate elektrolyticky nepriepustná ionexová membrána.
36. 36. Modul podľa nároku 26 alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku25, vyznačujúci sa t ý m, že je vybavený výstupným zberačom (11) na vzájomné oddelenie plynu a kvapaliny v oblasti, kde neprebieha elektrolýza, ktorá sa nachádza v každej zostave nad oblasťou elektrolýzy, a v ktorej nie je žiadna membrána vystavená tekutine.
37. 37. Modul podľa nároku 26 alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku25, vyznačujúci sa tým, že tesnenie (14) je vyrobené zo zmäkčenej živice EPDM.
38. 38. Modul alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku 37, vyznačujúci sa tým, že tesnenie (14) je na vnútornom okraji vybavené chemicky odolným výstupkom (30).
39. 39. Modul alebo bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku 38, vyznačujúci sa tým, že chemicky odolný výstupok (30) je vyrobený z PTFE.
40. 40. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až 23, vyznačujúca sa tým, že je vybavená výstupným zberačom (11) na vzájomné oddelenie plynu a kvapaliny v oblasti, kde neprebieha elektrolýza, zostavy nachádzajúcej sa nad oblasťou elektrolýzy.
41. 41. Spôsob elektrolýzy halogenidu alkalických kovov, vyznačujúci sa tým, že sa uskutočňuje v bipolámom elektrolyzéri podľa nároku 25 alebo 27.
42. 42. Spôsob výroby bipolámeho elektrolyzéra kalolisového typu podľa nároku 25, ktorý zahŕňa pripevnenie prostriedku na distribúciu prúdu a dvoch alebo niekoľkých bipolámych jednotiek k pripevňovaciemu rámu a zostavenie týchto bipolámych jednotiek do série, a to tak mechanicky, ako aj elektricky, vyznačujúci sa tým, že bipoláme jednotky sú tvorené bipolámymi jednotkami podľa nároku 24.
43. 43. Spôsob výroby modulámeho bipolámeho elektrolyzéra podľa nároku 27, ktorý zahŕňa zostavenie dvoch alebo niekoľkých modulov na pripevňovacom ráme do série, a to tak mechanicky, ako aj elektricky, a umiestnenie dosiek na distribúciu prúdu na každom konci elektrolyzéra, vyznačujúci sa tým, že moduly sú tvorené mo

    SK 285920 Β6 dulmi podľa nároku 26.
44. 44. Bipoláma jednotka podľa nároku 24 alebo modul podľa nároku 26, vyznačujúca sa tým, že elektródová doska (8), ktorou je anódová doska a/alebo elektródová doska (8), ktorou je katódová doska má elektrokatalyticky aktívny povrch.
45. 45. Bipoláma jednotka podľa nároku 24 alebo modul podľa nároku26, vyznačujúca sa tým, že dĺžka elektricky vodivej cesty medzi anódovou platňou a anódovou doskou je kratšia ako dĺžka elektricky vodivej cesty medzi katódovou platňou a katódovou doskou.
46. 46. Elektródová zostava zahŕňajúca platňu (1), ktorá má základňu a bočné steny, ktoré vybiehajú zo základne na vytvorenie vnútorných časti (3) vo forme ústupkov na prijímanie tekutiny; a elektródovú dosku (8) pripevnenú tak, že je privrátená na vnútorný povrch základne a odsadená od vnútorného povrchu základne; vyznačujúca sa t ý m , že množina dutých výstupkov (5) je usporiadaná na základni platne tak, že tieto vybiehajú v smere preč od elektródovej dosky (8); a vnútri každého dutého výstupku sa nachádza elektricky vodivý prvok (6) poskytujúci elektrické spojenie medzi vrcholom výstupku a elektródovou doskou (8).
47. 47. Elektródová zostava podľa nároku 46, v y z n a čujúca sa tým, že každý elektricky vodivý prvok (6) je tvorený stĺpikom, ktorý je elektricky spojený s elektródovou doskou (8) cez množinu vodivých ramien (38), ktoré radiálne vybiehajú z elektricky vodivého prvku (6), ktorým je stĺpik.
48. 48. Elektródová zostava zahŕňajúca platňu (1), ktorá má základňu a bočné steny, ktoré vybiehajú zo základne na vytvorenie vnútorných častí (3) vo forme ústupkov na prijímanie tekutiny; a elektródovú dosku (8) pripevnenú tak, že je privrátená na vnútorný povrch základne aje odsadená od vnútorného povrchu základne; vyznačujúca sa t ý m , že množina dutých výstupkov (4, 5) je usporiadaná na základni platne; pričom s každým dutým výstupkom jc združený vodič (7) prúdu, ktorý poskytuje elektrické spojenie medzi vrcholom výstupku (4, 5) a elektródovou doskou (8) aje spojený s elektródovou doskou cez množinu elektricky vodivých ramien (38), ktoré sú v kontakte s elektródovou doskou (8) na rôznych miestach.
49. 49. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 1 až 23, 40 a 46 až 48, v y z n a č u j ú c a sa tým, žc výstupky (4, 5) elektródovej zostavy vybiehajú výhradne v jednom smere.
50. 50. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 46 až 49, vyznačujúca sa tým, že zahŕňa jednu alebo niekoľko priehradiek (21,22) umiestených medzi základňou platne a elektródovou doskou (8) tak, že rozdeľujú priestor medzi základňou a elektródovou doskou do dvoch navzájom komunikujúcich zón obsahujúcich prúdiacu tekutinu.
51. 51. Elektródová zostava podľa nároku 47, vyznačujúca sa tým, že zahŕňa jednu alebo niekoľko priehradiek (22) umiestnených medzi základňou platne a elektródovou doskou (8) tak, že rozdeľujú priestor medzi základňou a elektródovou doskou do dvoch navzájom komunikujúcich zón obsahujúcich prúdiacu tekutinu, pričom priehradky (22) sú pripevnené na uvedených elektricky vodivých prvkoch (6), ktorými sú stĺpiky (6).
52. 52. Elektródová zostava podľa nároku 48, vyznačujúca sa tým, že má formu anódovej zostavy, v ktorej uvedené výstupky (4) vybiehajú v smere k elektródovej doske (8), ktorou je anódová doska, pričom zostava zahŕňa jednu alebo niekoľko priehradiek (21) pripevnených na uvedených výstupkoch (4) medzi základňou platne a elektródovou doskou (8) tak, že rozdeľujú priestor medzi základňou a elektródovou doskou do dvoch navzájom komunikujúcich zón obsahujúcich prúdiacu tekutinu.
53. 53. Elektródová zostava na použitie s elektródovou zostavou podľa niektorého z nárokov 1 až 23, 40 a 46 až 52, vyznačujúca sa tým, že zahŕňa elektricky vodivú elektródovú dosku (8) a rad vodičov (7) prúdu pripevnených na hlavnú čelnú stranu elektricky vodivej elektródovej dosky, pričom každý vodič prúdu zahŕňa množinu ramien (38) pripojených k elektricky vodivej elektródovej doske (8).
54. 54. Elektródová zostava podľa nároku 53, vyznačujúca sa tým, že elektricky vodivá elektródová doska (8) je vybavená na aspoň hlavnej čelnej strane elektrokatalyticky aktívnym poťahom.
55. 55. Elektródová zostava podľa nároku 54, vyznačujúca sa tým, že všetky vodiče (7) prúdu sú pripevnené k elektricky vodivej elektródovej doske (8) na jej druhej strane, napr. na čelnej strane nepokrytej uvedeným poťahom.
56. 56. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 53 až 55, vyznačujúca sa tým, že každý vodič (7) prúdu zahŕňa stredovú pripevňovaciu časť (40), z ktorej radiálne vybiehajú uvedené ramená (38).
57. 57. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 53 až 56, vyznačujúca sa tým, že ramená (38) sú pružné na umožnenie ich ohnutia.
58. 58. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 53 až 57, vyznačujúca sa tým, že vodič (7) prúdu sú vyrobené z rovnakého materiálu ako elektricky vodivá elektródová doska (8).
59. 59. Elektródová zostava podľa niektorého z nárokov 53 až 58, vyznačujúca sa tým, že elektricky vodivá elektródová doska (8) je perforovaná.
60. 60. Vodič (7) prúdu na použitie s elektródovou zostavou podľa niektorého z nárokov 1 až 23, 40, a 46 až 52, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa stredovú pripevňovaciu časť (40), z ktorej radiálne vybieha množina ramien (38), ktorých odľahlé konce ležia v rovine odlišnej od roviny, v ktorej leží stredová pripevňovacia časť.
61. 61. Elektródová zostava alebo vodič prúdu podľa nárokov 58, 59 alebo 60, vyznačujúca sa tým, že vodič prúdu alebo vodiče (7) prúdu sú vyrobené z kovu zvoleného z množiny zahŕňajúcej titán, zirkónium, niób, tantal, volfrám, nikel alebo zliatinu obsahujúcu v podstate jeden alebo niekoľko týchto kovov.
62. 62. Elektródová zostava pre elektrolytický článok alebo palivový článok zahŕňajúca anódové oddelenie, ktoré zahŕňa elektródovú dosku (8), ktorou je anódová doska, katódové oddelenie, ktoré zahŕňa elektródovú dosku (8), ktorou je katódová doska, aoddeľovač (13), ktorým je ionexová membrána, ktorá je umiestnená medzi elektródovou doskou (8) , ktorou je anódová doska a elektródovou doskou (8), ktorou je katódová doska (8), vyznačujúca sa tým, že membrána je pri vonkajšom okraji alebo v mieste priľahlom na vonkajší okraj utesnená dvojicou plochých tesnení (14) podľa nárokov 64 alebo 65, pričom tieto ploché tesnenia sú usporiadané na každej strane oddeľovača (13), ktorým je membrána stým, že ich pružné výstupky (30) sú navzájom vyrovnané a zovreté k membráne na vytvorenie tesniaceho spoja medzi membránou a plochým tesniacim prostriedkom.
63. 63. Bipolámy elektrolyzér kalolisového typu podľa nároku 25 alebo modul podľa nároku 26, vyznačuj ú c i sa t ý m , že ploché tesnenie (14) má na vnútornom okraji chemicky pružný plášť (32).
64. 64. Spôsob renovácie elektródovej zostavy podľa nárokov 8, 9, 10, 47 alebo 48, vyznačujúci sa t ý m , že zahŕňa oddelenie elektródovej zostavy, zahŕňajúcej elektródovú dosku (8) a pripevnené vodiče (7) prúdu od platne oddelením uvedených vodičov prúdu od platne (1) alebo elektricky vodivých prvkov (6) tvorených stĺpikmi, ku ktorým sú vodiče prúdu pripojené, a následné opätovné pripevnenie tej istej elektródovej dosky po renovácii alebo náhradnej elektródovej dosky na platňu pripevnením vodičov (7) prúdu, združených s renovovanou alebo náhradnou elektródovou doskou, k platni (1) alebo uvedeným elektricky vodivým prvkom (6), ktorým je stĺpik.
65. 65. Spôsob podľa nároku64, vyznačujúci sa t ý m , že renovácia elektródovej dosky pozostáva v nahradení aspoň niektorého z vodičov (7) prúdu.