203133. lajstromszámú szabadalom • Inert kompaund-elektróda olvasztottsó-elektrolízishez
1 HU 203 133 B 2 húzófeszültség is. Ennek alapján tehát a legnagyobb mechanikai feszültség éppen az aktív elemnek a leggyengébb keresztmetszet-tartományában lép fel, így igen nagy a veszélye annak, hogy ezen a helyen az elektróda adott esetben el is törik. Végül megjegyezzük azt is, hogy az ismert anódkialakítás esetén kevéssé tartották szem előtt, azt a tényt, hogy az elektródok az elektrolitban mozognak, és különösen az a tartomány van veszélyeknek kitéve, amely az elektrolitba belemerül, továbbá nem vették a korábbi elektróda konstrukciónál kellőképpen figyelembe a gázelvezetést az elektróda-tartományban. A találmány feladatául tűzte ki egy olyan inert kompaund-elektróda kialakítását, ahol az oxidkerámiából kiképezett aktív elemek mind anyaguk, mind pedig előállítási technológiájuk szempontjából egyértelműen az oxidkerámia tulajdonságait vették figyelembe, továbbá célul tűztük ki egy egyszerű felépítésű, könnyen szerelhető és jó elektrokémiai hatásfokú elektróda kialakítását. Ezt a találmány szerint egy olyan elektródával oldottuk meg, amely tartalmaz egy célszerűen oxidkerámiából kiképezett rúdalakú aktív elemekből álló aktív részt, ahol az aktív elemek hossztengelyükkel egymással párhuzamosan rendezett sorokban vannak elhelyezve, tartalmaz továbbá áramvezető lemezként kiképezett főfelületével az aktív elemek homlokfelületeihez erőzáróan kapcsolódó és érintkező elektróda tartóelemet, továbbá az aktív részt és az elektróda tartóelemet egymással összekapcsoló kapcsolószerkezetet, amely a találmány értelmében úgy van kiképezve, hogy az aktív elemek a lemez felőli oldalon fejrésszel vannak ellátva, amelynek az egy-egy sor aktív elem vonalára merőleges keresztmetszete a homlokfelület irányába célszerűen szélesedő ékfelülettel van kiképezve, továbbá a két-két egymással szemben lévő, egymás melletti sorban lévő ékfelület szintén ékfelülettel kiképezett szorítóelemekkel van az elrendezéshez kiképezve, ahol a szorító elem ékfelülettel kiképezett szorítóelemekkel van az elrendezéshez kiképezve, ahol a szorítóelem ékfelületének az ékszöge az aktív elem fejrészében kiképezett ékfelület ékszögének megfelelően van kiképezve. Ez tehát azt jelenti, hogy gyakorlatilag a fejtartományban lényegében egy fecskefarok összekapcsolás valósul meg. A találmány szerinti anód aktív része tehát egy sor olyan rúdalakú aktív elemből van kiképezve, amelyek kialakításánál azokat a szempontokat veszik figyelembe, amelyek a kerámia technológiánál előnyösen alkalmazhatók, és ez az aktív elemek fejrészének a kúpos kialakítása. Ezzel szemben az ismert anódoknál a fejrészben kiképezett furatok eljárási szempontból csak problémát okoztak. Összeszerelt állapotban az aktív elemek a kúpos tartományban kizárólag nyomásra vannak igénybevéve, amely az oxidkerámia anyagoknál tekintettel azoknak az igen nagy nyomószilárdságára, minden további nélkül igen jól alkalmazható és az anyagok ezt igen jól elviselik. További előny, hogy a keresztmetszet abban a tartományban, ahol a nyomás fellép, nem kisebb, mint az ismert anódelrendezéseknél, hanem éppen ellenkezőleg meg van növelve. A keresztmetszet-növekedés következménye az is, hogy az aktív elemek összeszerelésénél az aktív elemek súlya következtében fellépő húzófeszültség sem okoz problémát. Gyakorlatilag tehát a találmány szerinti aktív elem elrendezéshez egy mechanikusan igen stabil anódkonstrukciót hoztunk létre. A fejrésznek a kúpalakú elrendezése illetőleg a fecskefarok alakú kiképzés egy önbeálló hatást is eredményez, mivel az összes aktív elem homlokfelülete az áram vezető lemezzel közvetlenül van érintkeztetve, mégpedig megfelelő áthidalással, illetőleg az eljárás során fellépő toleranciáknak a megfelelő kiegyenlítési lehetőségével. Az aktív elemek közötti ékalakú merevítés önbeálló tulajdonsága alapján, valamint a megfelelő szorítóelemek és szorítólemezek következtében a későbbiekben esetleg fellépő mozgások, amelyek az egyes alkatrészcsoportokban adott esetben kialakulhatnak, például az eltérő termikus tágulási együttható következtében, így sem rontják le azt a közvetlen érintkezést, amely az aktív elem homlokfelülete és az áramvezető lemez között van. Ily módon tehát tartósan biztosítható mind a villamos, mind pedig a mechanikus kapcsolat a fém áramvezető elem és a kerámiából kiképezett aktív elem között. Ezáltal éljük el azt is, hogy az árarmvezető lemez és az aktív elem homlokfelületei között igen kicsi lesz a feszültségesés. A találmány szerinti anódnál az áram átviteli felületek az áramvezető lemez és az aktív elemek között azáltal nőnek meg, hogy a szorító elemek az áramvezető lemezhez és az ékalakú elektróda részhez egyaránt villamosán is csatlakoztatva vannak és így az ékalakú, illetőleg képszerűén kiképezett homlokrész felső felülete az érintkezési felületet megnövelve mint áramvezető rész is igen jelentős szerepet kap. Azáltal pedig, hogy a teljes érintkezési felület megnőtt, jelentősen csökken a csatlakozóelemeken fellépő feszültségesés is. Azáltal tehát, hogy az aktív elemeknek a fejrészében, azaz éppen a hideg tartományában, jelentősen megnöveltük a keresztmetszetet, ezen a kritikus helyen is kedvezően javul az áramvezetés. A találmány szerint kialakított anódnál tehát a felületek kihasználása igen kedvező, mivel az áramvonalaknak egy oldalsó elhajlása is van, amely a hatásos anódfelületet legalább annyival megnöveli, mint amennyi maga az anódfelület. Miután az anódelemek olyan anyagból vannak kiképezve, amelynek tulajdonságai a hőmérséklet függvényében változnak, ezért az anódelemeknek az a tartománya, amely gyakorlatilag hideg marad, azaz nem igazán jó vezető tulajdonsággal rendelkező tartományában van az anyagnak, villamos vezetőképessége nemcsak a fejrész keresztmetszet növelésével növelhető, hanem azáltal is, hogy az anódelemeknek a fejrészét olyan anyagból képezzük ki, amelyeknek a villamos vezetőképessége az anódelem többi részénél kedvezőbb, illetőleg jobb, így lehet a villamos hatásfokot még tovább növelni. Ez tehát azt jelenti, hogy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
