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Patent 2023126 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2023126
(54) English Title: CHASSIS POUR ELECTROLYSEUR DU TYPE FILTRE-PRESSE ET ELECTROLYSEUR MONOPOLAIRE DU TYPE FILTRE-PRESSE
(54) French Title: FRAME FOR FILTER-PRESS TYPE ELECTROLYZER AND FILTER-PRESS SINGLE POLE ELECTROLYZER
Status: Expired and beyond the Period of Reversal
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C25C 7/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • CABARAUX, EMILE (Belgium)
  • PAULUS, ERIC (Belgium)
(73) Owners :
  • SOLVAY & CIE
(71) Applicants :
  • SOLVAY & CIE (Belgium)
(74) Agent: ROBIC AGENCE PI S.E.C./ROBIC IP AGENCY LP
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2000-11-28
(22) Filed Date: 1990-08-10
(41) Open to Public Inspection: 1991-02-12
Examination requested: 1997-07-10
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
08900867 (Belgium) 1989-08-11

Abstracts

French Abstract


Châssis pour électrolyseur du type filtre-presse,
comprenant un cadre vertical (1) délimitant une chambre
d'électrolyse (13), une électrode dans la chambre
d'électrolyse, comprenant une paire de tôles verticales
(6), disposées vis-à-vis l'une de l'autre, des barreaux
métalliques horizontaux ou obliques (7), disposés entre les
tôles (6), et des profilés métalliques verticaux en U ou en
V (8), interposés entre les barreaux et les tôles, les
profilés (8) étant disposés par paires, symétriquement de
part et d'autre des barreaux (7) et étant raccordés l'un à
l'autre par des plaques verticales (11) qui joignent les
barreaux (7) en sorte de former des cheminées verticales
(12) dans la chambre (13).

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


13
REVENDICATIONS
1. Un châssis pour électrolyseur de type
filtre-presse comprenant:
un cadre vertical comportant deux montants
verticaux espacés reliés par des longerons horizontaux
supérieur et inférieur espacés délimitant une chambre
d'électrolyse;
une pluralité de barreaux métalliques horizontaux
espacés les uns des autres et s'étendant entre les montants
verticaux du cadre;
une électrode dans la chambre d'électrolyse,
l'électrode comprenant une paire de tôles métalliques
verticales ajourées disposées respectivement de part et
d'autre des barreaux métalliques horizontaux et espacées
des barreaux;
une pluralité de cheminées verticales comprenant
chacune une paire de profilés métalliques en forme de
gouttière disposés entre les tôles ajourées de l'électrode
et les barreaux métalliques horizontaux, les profilés en
forme de gouttière ayant des parties médianes fixées aux
tôles métalliques ajourées de l'électrode et des bandes
marginales fixées aux barreaux métalliques horizontaux, et
des plaques verticales joignant les profilés en forme de
gouttière d'une paire l'un avec l'autre entre les barreaux
métalliques horizontaux, des extrémités inférieur et
supérieur des cheminées verticales étant écartées des
longerons horizontaux supérieur et inférieur du cadre pour
fournir des canaux de circulation d'électrolyte vers le bas
dans la chambre d'électrolyse; et

14
des moyens reliant les barreaux métalliques
horizontaux avec une source de courant électrique.
2. Le châssis selon la revendication 1, dans
lequel des faces des profilés en forme de gouttière qui
sont orientées à l'intérieur des cheminées sont en un
matériau qui ne participe pas â une réaction d'électrolyse.
3. Le châssis selon la revendication 1, dans
lequel des parties médianes des profilés en forme de
gouttière sont percées de trous et dans lequel une cloison
verticale joignant des ailes opposées de chacun des
profilés en forme de gouttière isole la cheminée verticale
d'un canal vertical s'étendant le long de la partie médiane
du profilé en forme de gouttière.
4. Le châssis selon la revendication 1, dans
lequel les longerons horizontaux supérieur et inférieur du
cadre forment des canaux internes et dans lequel des parois
des canaux faisant face à la chambre d'électrolyse sont
percées d'ouvertures pour fournir une communication entre
les canaux et la chambre d'électrolyse.
5. Le châssis selon la revendication 4, dans
lequel le canal du longeron horizontal inférieur est
raccordé avec un conduit pour électrolyte à la chambre
d'électrolyse et le canal du longeron horizontal supérieur
est raccordé à un conduit d'évacuation d'électrolyte de la
chambre d'électrolyse.

15
6. Le châssis selon la revendication 5, dans
lequel le conduit d'évacuation de l'électrolyte comprend un
canal interne dans un des montants verticaux du cadre.
7. Le châssis selon la revendication 4,
comprenant au moins un seuil dans le canal interne du
longeron horizontal supérieur du cadre.
8. Le châssis selon la revendication 1, dans
lequel les barreaux métalliques horizontaux s'étendent à
travers un des montants verticaux du cadre et sont fixés à
une barre de jonction destinée à être couplée â une source
de courant électrique.
9. Le châssis selon la revendication 1,
comprenant des pièces intercalaires en un matériau
électriquement conducteur interposées entre les parties
médianes des profilés en forme de gouttière et les tôles
métalliques ajourées de l'électrode.
10. Le châssis selon la revendication 1, dans
lequel les barreaux horizontaux comprennent une âme en
cuivre chemisée dans une enveloppe en titane.
11. Un électrolyseur de type filtre-presse
monopolaire, comprenant un empilage de châssis selon l'une
des revendications 1 à 10.
12. L'électrolyseur selon la revendication 11,
dans lequel des membranes à perméabilité sélective sont
interposées entre des châssis adjacents.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


CA 02023126 1999-11-29
1
CHäSSIS POUR ÉLECTROLYSEUR DU TYPE FILTRE-PRESSE ET
ÉLECTROLYSEUR MONOPOLAIRE DU TYPE FILTRE-PRESSE
L'invention concerne des électrolyseurs du type
filtre-presse pour la production électrolytique d'un gaz et
des châssis entrant dans la construction de ces
électrolyseurs.
Les électrolyseurs du type filtre-presse sont
généralement formés d'un empilage de châssis verticaux qui
délimitent des chambres d'électrolyse alternativement
anodiques et cathodiques, dans lesquelles des électrodes
sont disposées verticalement. Des membranes à perméabilité
sélective ou des diaphragmes perméables aux électrolytes
peuvent être insérés entre les châssis, pour séparer les
chambres d'électrolyse.
L'invention concerne principalement des châssis
entrant dans la construction d'électrolyseurs de ce type,
ces châssis comprenant chacun un cadre vertical délimitant
une chambre d'électrolyse; celle-ci contient une électrode
formée d'une paire de tôles métalliques, verticales,
ajourées, se faisant face; des barreaux métalliques
horizontaux sont insérés entre les tôles et fixés à celles-
ci par des éléments de j onction adéquats . Dans les châssis
de ce type, les barreaux métalliques et les éléments de
jonction servent à soutenir les tôles de l'électrode dans
la chambre d'électrolyse et participent à leur connexion à
une source de courant. Ils doivent être conçus pour
permettre une circulation verticale de l'électrolyte et des
produits de l'électrolyse entre les tôles de l'électrode. Ä
cet effet, on a proposé de donner aux barreaux une section
transversale inférieure à l'écartement entre les tôles et

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2
d'utiliser, pour les éléments de jonction, des barres
verticales, insérées entre les barreaux horizontaux et les
tôles de l'électrode. Les barres verticales peuvent avoir
des profils três divers (DE-A-2821984; JP-A-58-123885).
Dans le document JP-A-58-123885, on propose d'utiliser,
pour les barres verticales, des feuillards cintrés en forme
de gouttière. Dans ces châssis connus, les barreaux
horizontaux et les barres verticales forment un assemblage
en treillis dans la chambre d'électrolyse, qui nuit à une
uniformisation des conditions de l'électrolyse. Ce
désavantage est spécialement sensible dans le cas où un gaz
est généré sur l'électrode pendant l'électrolyse,
l'assemblage en treillis constituant un obstacle à une
circulation du gaz et de l'électrolyte dans la chambre
d'électrolyse.
L'invention remédie à cet inconvénient des
châssis connus décrits ci-dessus, en fournissant un châssis
de conception nouvelle qui facilite la circulation
naturelle du gaz et de l'électrolyte pendant l'électrolyse
et uniformise les conditions d'électrolyse au sein de la
chambre d'électrolyse.
En conséquence, l'invention concerne un châssis
pour électrolyseur de type filtre-presse comprenant:
un cadre vertical comportant deux montants
verticaux espacés reliés par des longerons horizontaux
supérieur et inférieur espacés délimitant une chambre
d'électrolyse;
une pluralité de barreaux métalliques horizontaux
espacés les uns des autres et s'étendant entre les montants
verticaux du cadre;

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2a
une électrode dans la chambre d'électrolyse,
l'électrode comprenant une paire de tôles métalliques
verticales ajourées disposées respectivement de part et
d'autre des barreaux métalliques horizontaux et espacées
des barreaux;
une pluralité de cheminées verticales comprenant
chacune une paire de profilés métalliques en forme de
gouttière disposés entre les tôles ajourées de l'électrode
et les barreaux métalliques horizontaux, les profilés en
l0 forme de gouttière ayant des parties médianes fixées aux
tôles métalliques ajourées de l'électrode et des bandes
marginales fixées aux barreaux métalliques horizontaux, et
des plaques verticales joignant les profilés en forme de
gouttière d' une paire l' un avec l' autre entre les barreaux
métalliques horizontaux, des extrémités inférieur et
supérieur des cheminées verticales étant écartées des
longerons horizontaux supérieur et inférieur du cadre pour
fournir des canaux de circulation d'électrolyte vers le bas
dans la chambre d'électrolyse; et
20 des moyens reliant les barreaux métalliques
horizontaux avec une source de courant électrique.
Ce qui suit fournit un sommaire non-restrictif de
certaines réalisations de l'invention qui sont décrites de
maniëre plus détaillée plus loin.
Dans le châssis selon l'invention, le cadre peut
avoir tout profil compatible avec la construction d'un
électrolyseur du type filtre-presse. I1 peut indifféremment
avoir un profil circulaire ou polygonal, par exemple carré,
trapézoïdal ou rectangulaire. I1 doit être réalisé en un
30 matériau qui résiste chimiquement aux conditions de
l'électrolyse. On peut par exemple le réaliser en titane ou

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2b
en nickel, selon qu'il est destiné à former une chambre
anodique ou une chambre cathodique dans un électrolyseur
pour l'électrolyse de solutions aqueuses de chlorure de
__~____

~~~~~~~ .
- 3 -
Les tôles métalliques formant l'électrode peuvent être, par
exemple, des tôles métalliques percées d'ouvertures, des tôles en
métal déployé au des treillis.
Le choix du matériau des tôles dépend de la destination de
l'électrode. Par exemple, dans le cas où l'électrode est destinée
à fonctionner comme cathode pour la productî~on d'hydrogène dans
une cellule d'électrolyse de l'eau ou de solutions aqueuses, les
tôles peuvent être en fer, en acier, en nickel ou en tout autre
matériau conducteur, actif pour la production électrolytique
d'hydrogéne, tel que, par exemple, ceux décrits dans les brevets
EP-A-8476, FR-A-2460343, EP-A-113931, EP-A-131978 (SOLVAY & Cie).
>)ans le cas où l'électrode est destinée à fonctionner comme anode
pour la génération de chlore dans une cellule d'électrolyse d'une
solution aqueuse de chlorure de sodium, les tôles peuvent avanta-
geusement ëtre en un matériau conducteur filmogène sélectionnë
parmi le titane, le tantale, le niobium, le zirconium, le
tungstène et les alliages de ces métaux, portant un revêtement
conducteur actif en un matériau sélectionné parmi le platine, 1e
ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium, l'iridium et les
alliages et eomposés de ces métaux, notamment leurs oxydes. Des
électrodes spécialement adaptées à la production de chlore par
électrolyse de solutions aqueuses de chlorure de sodium sont
celles dans lesquelles le matériau du revëtement actif comprend
un mélange d'oxyde de ruthénium et de dioxyde de titane ou l'un
des composés décrits dans les brevets BE-A-769677, BE-A-769678,
BE-A-769679, BE-A-776709, BE-A-785605 (SOLVAY & Cie).
Les barreaux métalliques ont une épaisseur infë.rieure à
l'écartement entre les deux tôles formant l'électrode. Ils sont
disposés horizontalement ou obliquement entre les tôles
auxquelles ils sont reliés par les profilés métalliques verticaux
en U.
On entend désigner par l'expression "profilés en U ou en V"
des profilés de section transversale convexe, présentant la
configuration d'une gouttière. Conformëment à l'invention, les
profilés peuvent dès lors avoir une section transversale
semi-circulaire, semi-ovale, ou semi-polygonale.

_ ~ _
Les barreaux et les profilés coopèrent pour véhiculer le
courant électrique entre une source de courant et les tôles de
l'électrode pendant une opération d'électrolyse. En variante, ils
peuvent également coopérer pour supporter les tôles de l'élec-
~ trode dans le cadre. Leur section transversale convexe confère
par aïlleurs aux profilés une bonne résistance à la flexion, de
r sorte que ceux-ci servent également de raidisseurs pour les tôles
de l'électrode. Les barreaux et les profilés doivent être en un
matériau conducteur de l'électricité et capable de résister à
l'environnement chimique pendant l'électrolyse. On utilise avan-
tageusement des barreaux composites, comprenant une âme en un
métal ou alliage bon conducteur de l'éleetricité (par exemple en
cuivre ou en aluminium) dans une gaine en titane ou en nickel. De
tels barreaux composites peuvent par exemple ëtre obtenus par une
opération métallurgique de cofilage. Les profilés verticaux
peuvent consister en des feuillards métalliques, par exemple en
titane ou en nickel, pliés pour leur conférer le profil requis en
U ou en V défini plus haut. Les plaques verticales peuvent être
en tous matériaux capables de supporter les sollicitations de
nature mécanique, thermique et chimique régnant normalement dans
les électrolyseurs. Elles peuvent être en métal ou en un matériau
polymérique.
Les profilés en U ou en V sont disposés symétriquement, par
paires, de part et d'autre des barreaux. Les deux profilés de
chaque paire sont raccordés l'un à l'autre par les plaques verti-
cales joignant les barreaux, de manière à former une cheminêe
verticale. Celle-ci débouche dans la chambre d'électrolyse à ses
deux extrémités, de préférence au voisinage du cadre. Dans le
châssis selon l'invention, l'espace délimité entre les deux tôles
de l'électrode est ainsi cloisonné par des cheminées, de sorte
que, pendant l'électrolyse, l'électrolyte est soumis à un dépla-
cement ascendant entre les cheminées, sous l'action du gaz générê
à l'électrode et à un déplacement descendant dans ces cheminées.
Il s'ensuit une circulation interne de l'électrolyte à P inté-
rieur de la chambre d'électrolyse, ce qui est favorable à une
uniformisation des conditions de l'électrolyse. I1 est dès lors

- 5 -
nécessaire, conformément à l'invention, que l'espace interne des
cheminées ne soit pas le siège d'un dégagement de gaz. A cet
effet, l'espace interne des cheminées doit être isolé des
électrodes; en outre, les faces des profilés et des plaques, qui
S sont orientées vers l'intérieur des cheminées doivent être en un
matériau qui ne participe pas à la réaction d'électrolyse pendant
le fontionnement de l'électrolyseur.
Dans une forme de réalisation particulière du châssis selon
l'invention, le cadre comprend deux montants verticaux reliés par
deux longerons horizontaux, et les deux longerons sont conçus
pour former deux canaux internes qui sont percés d'ouvertures sur
leurs parois respectives qui se font face dans la chambre d'élec-
trolyse; l'un des canaux est raccordé à un conduit d'admiss:ion
d'un électrolyte et l'autre canal est raccordé à un conduit
d'évacuation des produits de l'électrolyse. Dans cette :orme de
réalisation du châssis selon l'invention, les canaux des longe-
rons servent à distribuer l'électrolyte dans la chambre d'élec-
trolyse et à en évacuer les produits résultant de l'électrolyse.
C'est de préférence le canal du longeron inférieur qui est
raccordé au conduit d'admission de l'électrolyte, le canal du
longeron supérieur étant raccordé au conduit d'évacuation des
produits de l'électrolyse.
Le châssis selon l'invention est destiné à être intégré dans
un électrolyseur du type monopolaire.
L'invention concerne dès lors également un électrolyseur du
type monopolaire, filtre-presse, comprenant un empilage de
châssfs conformes à l'invention, délimitant des chambres d'élec-
trolyse alternativement anodiques et cathodiques. L'invention
s'applique tout spécialement à des ëlectrolyseurs de ce type,
dans lesquels les chambres d'électrolyse sont séparées par des
séparateurs perméables aux ions. Les séparateurs sont des
feuilles interposées entre les châssis successifs de l'empilage
et réalisées en un matériau susceptible d'être traversé par un
courant ionique pendant le fonctionnement de l'électrolyseur. Ils
peuvent être indifféremment des diaphragmes perméables aux
électrolytes aqueux ou~des membranes à perméabilité sélective.

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6
Des exemples de diaphragmes utilisables dans les
électrolyseurs selon l'invention sont des diaphragmes en
amiante, tels que ceux décrits dans le brevet US-A-1855497
(STUART) et dans les brevets FR-A-2400569, EP-A-1644 et
EP-A-18034 (SOLVAY & Cie) et des diaphragmes en polymères
organiques, tels que ceux décrits dans les brevets
FR-A-2170247 (IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES PLC) et dans les
brevets EP-A-7674 et EP-A-37140 (SOLVAY & Cie).
On entend, par membranes à perméabilité
sélective, des membranes minces, non poreuses, comprenant
une matière échangeuse d'ions. Le choix du matériau
constituant les membranes et de la matière échangeuse
d'ions va dépendre de la nature des électrolytes soumis à
l'électrolyse et des produits que l'on cherche à obtenir.
En règle générale, le matériau des membranes est choisi
parmi ceux qui sont capables de résister aux conditions
thermiques et chimiques régnant normalement dans
l'électrolyseur pendant l'électrolyse, la matière
échangeuse d'ions étant choisie parmi les matières
échangeuses d'anions ou les matières échangeuses de
cations, en fonction des opérations d'électrolyse
auxquelles l'électrolyseur est destiné.
Par exemple, dans le cas d'électrolyseurs
destinés à l'électrolyse de solutions aqueuses de chlorure
de sodium pour la production de chlore, d'hydrogène et de
solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium, des membranes qui
conviennent bien sont des membranes cationiques en polymère
fluoré, de préférence perfluoré, contenant des groupements
fonctionnels cationiques dérivés d'acides sulfoniques,
d'acides carboxyliques ou d'acides phosphoniques ou des
mélanges de tels groupements fonctionnels. Des exemples de

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7
membranes de ce type sont celles décrites dans les brevets
GB-A-1497748 et GB-A-1497749 (ASAHI KASEI KOGYO K.K.),
GB-A-1518387, GB-A-1522877 et US-A-4126588 (ASAHI GLASS
COMPANY LTD) et GB-A-1402920 (DIAMOND SHAMROCK CORP.). Des
membranes particuliêrement adaptées à cette application de
la cellule selon l'invention sont celles connues sous les
noms "NAFION" (marque de commerce)(DU PONT DE NEMOURS & Co)
et "FLEMION" (marque de commerce) (ASAHI GLASS COMPANY
LTD) .
Les électrolyseurs selon l'invention trouvent une
application spécialement avantageuse pour la production de
chlore et de solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium par
électrolyse de solutions aqueuses de chlorure de sodium.
Des particularités et détails de l'invention vont
ressortir de la description qui suit, en référence aux
dessins annexés.
La figure 1 est une vue en élévation, avec
arrachement, d'une forme de réalisation particulière du
châssis selon l'invention;
La figure 2 est une coupe horizontale selon le
plan II-II des figures 1 et 3;
La figure 3 est une coupe verticale selon le plan
III-III des figures 1 et 2;
La figure 4 est une vue à grande échelle d'un
détail de la figure 2;
La figure 5 est une vue du cadre du châssis des
figures 1 à 3, en coupe selon le plan vertical médian V-V
des figures 2 et 3;
La figure 6 est une vue à grande échelle d'une
forme de réalisation particulière d'un détail de la figure
5;

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8
La figure 7 montre en section verticale
longitudinale, une forme de réalisation particulière de
l'électrolyseur selon l'invention, et
La figure 8 montre un électrolyseur formé d'un
empilage de châssis verticaux.
Dans ces figures, des mêmes notations de
référence désignent des éléments identiques.
Dans la description qui suit, l'invention est
spécifiquement appliquée aux électrolyseurs monopolaires du
l0 type filtre-presse à membranes cationiques, pour la
production de chlore, d'hydrogène et de solutions aqueuses
d'hydroxyde de sodium par électrolyse de solutions aqueuses
de chlorure de sodium.
Le châssis conforme à l'invention, représenté aux
figures 1 à 5, est destiné à former une chambre anodique de
l'électrolyseur. I1 comprend un cadre vertical désigné de
manière générale par la notation de référence 1, présentant
une section transversale approximativement carrée. Le cadre
1 comprend deux montants verticaux 2 et 3 en titane, soudés
20 à deux longerons 4 et 5 également en titane.
L'espace 13 circonscrit par le cadre 1 constitue
une chambre d'électrolyse anodique. Celle-ci contient une
anode formée d'une paire de tôles verticales 6 en métal
déployé, disposées de part et d'autre de plusieurs barreaux
métalliques horizontaux 7. Les tôles 6 sont soudées à des
profilés verticaux 8 qui sont par ailleurs soudés aux
barreaux horizontaux 7. Les barreaux 7 sont soudés aux
montants 2 et 3 du cadre, qu'ils traversent. Ils sont fixés
ensemble à une barre de jonction 24, destinés à être
30 couplée à une source de courant. Les barreaux 7 et les

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8a
profilés 8 coopèrent ainsi au couplage des tôles 6 à la
source de courant et au support de ces tôles à l' intérieur
du cadre 1.
Les tôles 6 sont des tôles en titane, portant un
revêtement conducteur de l'électricité, â faible surtension
pour l'oxydation électrochimique des ions chlorure. De tels
revêtements sont bien connus dans la technique de
l'électrolyse. Les barreaux 7 comprennent une âme en cuivre
chemisée dans une enveloppe en titane. Les profilés
verticaux 8, mieux visibles aux figures 2, 3 et 4, sont
formés chacun d'un feuillard vertical en titane, plié en
forme de U ou de V, de manière à présenter la forme d' une
gouttière. Ils sont fixés aux tôles 6 le long de la partie
médiane axiale 9 du U et aux barreaux 7 le long de leurs
bandes marginales 10 (figure 4).
Les profilés verticaux 8 sont disposés
symétriquement, par paires, de part et d'autre des barreaux
7. Les deux profilés 8 de chaque paire sont joints par des
plaques verticales 11, s'étendant entre les barreaux
successifs 7, de manière à former une cheminée verticale 12
entre les deux tôles 6. Les plaques verticales 11 sont des
feuilles en titane, soudées aux bandes marginales 10 des
barreaux 8 ( f figure 4 ) . Chaque cheminée 12 est ainsi isolée
des tôles 6 formant l'anode, de sorte qu'elle n'est pas le
siêge d'une formation de chlore pendant l'électrolyse d'une
solution aqueuse de chlorure de sodium au contact des tôles
6. Les extrémités supérieure et inférieure des profilés 8
sont maintenues écartées des longerons 4 et 5 du cadre 1,
de manière que les cheminées 12 débouchent dans la chambre
d'électrolyse à leurs extrémités.

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8b
Les longerons 5 et 4 et le montant 3 du cadre 1
___~ ..~r.."~

~~~3~~~
_ g _
pour former des canaux internes de section carrée ou rectangu-
laire qui vont servir respectivement à introduire une solution
aqueuse de chlorure de sodium dans la chambre d'électrolyse 13 et
à en évacuer les produits résultant de l'électrolyse (du chlore
et une solution aqueuse diluée de chlorure de sodium). A cet
effet, les longerons 4 et 5 sont percés d'ouvertures 14 réguliè- .
rement réparties sur leurs parois qui se font face dans la
chambre 13. Le longeron inférieur 5 est muni d'une tubulure 15
pour l'admission dans son canal 16, de la solution aqueuse de
chlorure de sodium à électrolyser. Le canal 17 délimité dans le
longeron supérieur 4 sert de chambre de dégazage, pour séparer le .
chlore de la solution aqueuse diluée de chlorure de sodium
sortant de la chambre d'électrolyse 13. Il débouche dans le canal
18 formé dans le montant 3, muni d'une tubulure 1g pour
l'extraction du chlore et d'une tubulure 20 pour L'extraction de
la solution diluée de chlorure de sodium. Un seuil 21 séparant
les canaux I7 et 18 sert à maintenir un niveau constant de
solution dans le canal I7.
Lorsque le châssis représenté aux figures 1 à 5 est en
,exploitation dans un électrolyseur, la chambre d°électrolyse 13
est remplie d'une solution aqueuse de chlorure de sodium jusqu'au
niveau supérieur du seuil 21. Une solution aqueuse de chlorure de
sodium est introduite de manière continue dans le canal 16, via
la tubulure 15, pénètre dans la chambre d'électrolyse I3 en
traversant les ouvertures 14 et est entraînée de bas en haut dans
celle-ci par le chlore qui est génëré sur les tôles 6 de l'anode.
Dans la chambre 13, les cheminées verticales I2 ne sont pas le
siège d'un dégagement de chlore, de sorte que la masse volumique
de la solution qui s'y trouve est supérieure à celle de l'émul-
Sion dans la partie restante de la chambre 13. I1 s'établit aine i
une circulation interne d'électrolyte.dans la chambre 13
l'électrolyte entrant dans la chambre via le canal 16 est
entraâné en un mouvement ascendant entre les tôles 6, une
fraction en est évacuée avec le chlore par le canal 17 et une
autre fraction est recyclée au bas de la chambre 13 via les
cheminées 12. La circulation ïnterne d'électrolyte dans la

- 10 -
chambre 13 est favorable à une meilleure homogénéisation et, dès
lors, à un rendement énergétique optimum de l'opération
d'électrolyse.
Dans le canal 17, le chlore se sépare cte la solution aqueuse
de chlorure de sodium et est évacué par la l:ubulure 29. La solu-
tion aqueuse déborde au-dessus du seuil 21 et passe dans le canal
vertical 28, d'où elle est évacuée par la tubulure 20.
Dans la description qui précède des figures 1 à 5, l'inven-
tion a été appliquée à un châssis d'une chambre anodique de
l'électrolyseur. Dans le cas d'un châssis destiné à une chambre
cathodique de l'électrolyseur, les montants 2 et 3 et les longe-
ions 4 et 5 du cadre 1 sont en.nickel, Ies tôles 6 forment une
cathode et sont en nickel (et portent éventuellement un revête-
ment conducteur à faible surtension pour la réduction des
protons), les barreaux 7 sont en nickel ou comprennent une âme en
cuivre chemisée d'une enveloppe en nickel et les profilés 8 et
les plaques 1.1 sont en nickel.
Dans une forme de réalisation modifiée du châssis, représen-
tée à la figure 4, des pièces intercalaires 22 sont interposées
entre les tôles 6 et la partie médiane 9 de chacun des profilés
8. Ces pièces intercalaires 22 sont en un matériau conductéur de
l'électricité et sont soudées aux tôles 6 et aux profilés 8.
Elles peuvent indifféremment être des tiges qui s'étendent sur
toute la hauteur des profilés 8, ou des plots régulièrement
espacés. Elles ont pour fonction d'assurer un écartement
substantiel entre les tôles 6 et les profilés 8, de manière à
permettre un passage d'électrolyte entre les tôles et les
profilés.
Cette forme de réalisation du châssis selon l'invention est
spécialement destinée aux électrolyseurs à membranes, dans
lesquels il s'avère nécessaire d'assurer un mouillage effïcace de
la membrane par l'électrolyte se trouvant dans la chambre
d'électrolyse 13.
La figure 6 montre une autre forme de réalisation du châssis
selon l'invention, également conçue pour assurer un mouillage
efficace de la membrane par l'électrolyte. Dans nette forme de

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11
réalisation, la partie médiane 9 des profilés 8 est percée
de trous 31; une cloison verticale 32 joignant les deux
ailes 33 du profilé isole la cheminée 12, d'un canal
vertical 34. La partie des ailes 33, située entre la partie
médiane 9 et la cloison 32 peut éventuellement être ajourée
pour faciliter la communication entre la chambre 13 et le
canal 34.
Dans une forme de réalisation supplémentaire du
châssis selon l'invention, représentée à la figure 7, les
ouvertures 14 du longeron supérieur 4 du châssis 1 ont leur
bord 23 chanfreiné dans le sens pour lequel la section
transversale de l'ouverture aille en diminuant du bas vers
le haut. Cette forme de réalisation de l'invention accélère
le passage du gaz de la chambre 13 vers le canal 17,
pendant l'électrolyse.
L'électrolyseur représenté à la figure 8 est
formé d'un empilage de châssis verticaux, alternativement
anodiques 25 et cathodiques 25'. Les châssis anodiques 25
sont analogues à ceux décrits plus haut, en référence aux
figures 1 à 7. Les châssis cathodiques 25' sont analogues
aux châssis anodiques 25, dans lesquels les éléments
constitutifs en titane ont été remplacés par des éléments
similaires en nickel. Ces éléments en nickel des châssis
25' portent les mêmes numéros de référence que leurs
homologues respectifs des châssis 25, mais sont affectés
d'un indice prime ('). Les châssis 25 et 25' sont séparés
par des membranes cationiques 26, qui délimitent ainsi des
chambres d'électrolyse alternativement anodiques et
cathodiques. L'empilage des châssis 25 et 25' et des
membranes 26 est retenu entre des flasques d'extrémités 27,
reliés par des tirants non représentés, des joints 28

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assurant l'étanchéité. Les barreaux verticaux de jonction
24 (figure 1) des châssis anodiques 25 sont couplés à une
barre omnibus reliée à la borne positive d'une source de
courant continu, les barreaux de jonction, la barre omnibus
et la source de courant n'étant pas visibles à la figure 8.
D'une manière similaire, les châssis cathodiques 25' sont
raccordés à une barre omnibus commune, reliée à la borne
négative de la source de courant continu. Par ailleurs, les
tubulures 15 des châssis anodiques 25 (figures 1 et 5)
débouchent dans un collecteur commun d'admission d'une
solution aqueuse de chlorure de sodium, ce collecteur ainsi
que les tubulures 15 n'étant pas visibles à la figure 8.
Par analogie, les tubulures correspondantes des châssis
cathodiques 25' débouchent dans un collecteur commun
d'admission d'eau ou d'une solution aqueuse diluée
d'hydroxyde de sodium. Les tubulures 19 et 20 des châssis
anodiques 25 débouchent respectivement dans deux
collecteurs généraux 29 et 30, le collecteur 29 servant à
l'évacuation du chlore produit dans les chambres anodiques
13 et le collecteur 30 servant à l'évacuation de la
solution diluée de chlorure de sodium. De manière
similaire, les tubulures 19' et 20' des châssis cathodiques
25' débouchent respectivement dans deux collecteurs
généraux 29' et 30', le collecteur 29' servant à
l'évacuation de l'hydrogène produit dans les chambres
cathodiques 13' et le collecteur 30' servant à l'évacuation
d'une solution aqueuse concentrée d'hydroxyde de sodium.
Pendant le fonctionnement de l'électrolyseur, la
pression hydrostatique régnant dans les chambres
d'électrolyse 13 des châssis anodiques 25 est
habituellement inférieure de celle régnant dans les

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12a
chambres 13' des châssis cathodiques 25'. I1 s'ensuit que
les membranes 26 sont repoussées contre les tôles 6 des
anodes. Du fait de leur section transversale convexe, les
profilés verticaux 8 s'opposent efficacement â une flexion
des tôles 6.
Inversement, dans le cas d'un électrolyseur
fonctionnant avec une différence positive de pression
hydrostatique entre les chambres anodiques 13 et les
chambres cathodiques 13', les profilés verticaux 8' des
châssis 25' s'opposent à une flexion des tôles 6' des

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Time Limit for Reversal Expired 2002-08-12
Letter Sent 2001-08-10
Grant by Issuance 2000-11-28
Inactive: Cover page published 2000-11-27
Inactive: Final fee received 2000-08-24
Pre-grant 2000-08-24
Notice of Allowance is Issued 2000-03-22
Notice of Allowance is Issued 2000-03-22
Letter Sent 2000-03-22
Inactive: Approved for allowance (AFA) 2000-02-23
Amendment Received - Voluntary Amendment 1999-11-29
Inactive: S.30(2) Rules - Examiner requisition 1999-06-01
Inactive: Application prosecuted on TS as of Log entry date 1997-07-28
Letter Sent 1997-07-28
Inactive: Status info is complete as of Log entry date 1997-07-28
Request for Examination Requirements Determined Compliant 1997-07-10
All Requirements for Examination Determined Compliant 1997-07-10
Application Published (Open to Public Inspection) 1991-02-12

Abandonment History

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  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

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Request for examination - standard 1997-07-10
MF (application, 7th anniv.) - standard 07 1997-08-11 1997-07-24
MF (application, 8th anniv.) - standard 08 1998-08-10 1998-07-27
MF (application, 9th anniv.) - standard 09 1999-08-10 1999-07-16
MF (application, 10th anniv.) - standard 10 2000-08-10 2000-07-18
Final fee - standard 2000-08-24
Owners on Record

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Past Owners on Record
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Cover Page 1994-03-12 1 21
Representative drawing 1999-07-08 1 11
Representative drawing 2000-10-26 1 10
Description 1999-11-29 17 664
Abstract 1999-11-29 1 21
Claims 1999-11-29 3 112
Description 1994-03-12 13 549
Drawings 1994-03-12 8 151
Abstract 1994-03-12 1 20
Claims 1994-03-12 2 66
Cover Page 2000-10-26 1 39
Acknowledgement of Request for Examination 1997-07-28 1 178
Commissioner's Notice - Application Found Allowable 2000-03-22 1 164
Maintenance Fee Notice 2001-09-10 1 179
Correspondence 2000-08-24 1 32
Fees 1996-07-29 1 58
Fees 1995-07-20 1 60
Fees 1994-07-26 1 80
Fees 1993-07-26 1 31
Fees 1992-07-31 1 39