203133. lajstromszámú szabadalom • Inert kompaund-elektróda olvasztottsó-elektrolízishez
1 HU 203 133 B 2 a találmány egyik előnyös kiviteli alakja úgy alakítható ki, hogy az anódelemeknek a fejrésze igen jó villamos és vegyi tulajdonságokkal rendelkező anyagból van kiképezve. A csoportosan elrendezett anódelemek között leggalább ott, ahol a szorító elemek vannak, csatornák vannak kiképezve. Az anódelemek elektrolitba, illetőleg olvadékba merülő alsó szelvényének a tartományánál ezekben a csatornákban az olvadék és az elektrolit cirkulálni tud, és így az elektrolitnak az egyébként lehetséges nem megfelelő eloszlása csökkenthető. Ezek a csatornák azonkívül igen jó szolgálatot tesznek a gáz elvezetésére, azaz a keletkező gáz ezeken a csatornákon keresztül igen gyorsan elvezethető. Mindkét előbb említett hatás az elektrokémiai hatásfok növelését eredményezi, ami tulajdonképpen a találmány szerinti elektródával az elérni kívánt cél volt. A találmány szerint kiképezett elektródáknál az aktív elemek csoportosíthatók úgy tehát, hogy egy-egy csoport egy vonalba esően van elrendezve. Ebben az esetben a csatornákat csak ott célszerű kiképezni, ahol a szorítóelemek találhatók az aktív elemek között. Ebből egyrészt egy kompakt kialakítás következik, másrészt pedig az olvadéknak és az elektrolitnak az egymáshoz képesti mozgása sem akadályozza az elektródának a megfelelő működését, továbbá a gázelvezetés is megfelelően meg van oldva. Ami az aktív elemek fejrészének ékalakú kiszélesítését illet, ezzel lényegében elértük azt, hogy hideg tartományban is messzemenően csökkenthető az áramelvezetés és az elektródák közötti feszültségesés. Ennek ellenére előnyös lehet az, hogyha az aktív elemeknek az anyagát legalább a fejrész tartományban nagyobb villamos vezetőképességű anyagból képezzük ki, mint a többi tartományban, mivel az anyag lényegében olyan anyag, amely hő hatására változtatja az ellenállását. Ez a gyakorlatban például úgy valósítható meg, hogy az aktív elem fejrészét cermetből, előnyösen ezüstöt tartalmazó ónoxidból képezzük ki. Ezáltal a kritikus fejtartományban az áramvezető képességet jelentősen meg lehetett növelni. Az elektróda tartóelemként kiképezett áramvezető lemez és az aktív elemek közötti árameneti ellenállás további csökkentése érdekében előnyös lehet az a kiviteli alak, amikor is az elektróda tartóelemként kiképezett áramvezető lemez és az aktív elemek megfelelő homlokfelületei közé egy az érintkezést biztosító és javító további réteget helyezünk el. Ez az érintkezést biztosító réteg lehet például jól vezető fémből, előnyösen rézből kiképezett háló. Az egy vonalban elhelyezett aktív elemcsoportok adott esetben átmenő szorítóelemmel is elláthatók, de a szorítóelemek külön-külön is elhelyezhetők az aktív elemekhez. Lehetséges azonban egy olyan kiviteli alak is, ahol a két egymással szemben lévő aktív elem rögzítésére kiképezett szorító elem úgy van kialakítva, hogy a két egymással szemben lévő kúpfelületük egymás tükörképét képezi. Ezáltal lényegében a szerelési munka és a szerelési költség is csökkenthető. A találmány szerinti inert kompaund-elektródánál alkalmazott szorítóelemnek az aktív elemek vonalára merőleges keresztmetszete célszerűen trapézformájúra van kiképezve. Ugyancsak elépzelhető egy olyan kiviteli alak, ahol minden aktív elemhez két külön-külön szorítóelem van hozzárendelve, és a szorító elemnek a hossza lényegében a aktív elem hosszának felel meg. Azon kiviteli alak is előnyösen azonban, ahol egyegy aktív elem csoporthoz két átmenő szorítóelem van hozzárendelve, és ebben az esetben a szorítóelemek hossza az aktív elemek csoportja hosszának megfelelőre van kiképezve. A gyors szerelés, illetőleg szétszerelés érdekében előnyös, ha a szorítóelemek az elektróda tartóelemként kiképezett lemezhez csavarozással vannak rögzítve. Annak érdekében, hogy a cellákban lévő agresszív gázok által okozott korrózió hatását csökkentsük, illetőleg ha lehet teljes mértékben elkerüljük, valamint a nagy hőmérséklet hatásoknak se tegyük ki szükségtelenül az alkatrészeket, előnyös hogyha az elektróda tartóelemként kiképezett áramvezető lemeznek a cella belseje felé irányuló tartományát, illetőleg oldalát, különösen azokat a részeket, ahol a szorítóelemek, illetőleg azok rögzítő elemei vannak, korrózióálló anyaggal védjük. Dyen célra például kerámia-grafit anyagok alkalmazhatók, például agyaggrafit. Végül igen jelentős az az előny, amely abból adódik, hogyha az áramvezető lemezt fűtjük. Ekkor ugyanis az elektróda tartóelemet olyan közel vihetjük az olvadékhoz, amennyire csak lehetséges, anélkül, hogy a lemez és az aktív elemek közötti értinkezési hőmérséklet ne lépje túl a 250 fokot. Ehhez azonban az anódokat nagyobb áramterheléssel kell kiképezni, mivel az elektródáknak a hőmérséklete az áramterheléssel négyzetesen növekszik. Előnyös tehát egy olyan hűtésnek a megvalósítása, amely a teljes hőnek a 30- 35%-át az anód felület fölött elvezeti. Ezáltal az az előny is adódik, hogy az aktív elemeket rövidebbre lehet kialakítani, ami egyrészt igen nagy anyagmegtakarítást jelent és lévén drága anyagokról szó, ez adott esetben igen sokat is jelent, másrészt pedig alacsonyan tartható a feszültségesés az akitív elemek és a villamos csatlakozás között. A hűtést meg lehet oldani vízhűtéssel is, ennek érdekében az áramvezető lemezeket üreges testként célszerű kiképezni, amelyben csatrona van a hűtővíznek a vezetésére. Ebben az esetben előnyös az is, ha a mindenkori áramvezető elem az üreges test belsején keresztül van vezetve és az aktív elemeknek a főfelületével érintkeztetve van. A találmány szerinti inert kompaund-elektródát a továbbiakban példakénti kiviteli alakja segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán látható a találmány szerint kiképezett elektróda térbeli rajza, a 2. ábrán egy részben metszetben ábrázolt oldalnézet látható, míg a 3. ábrán a 2. ábrán bemutatott kiviteli alak A és B-B vonal mentén vett nézete látható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
