Appareil comportant au moins une cellule d'électrolyse

La présente invention a pour objet un appareil comportant au moins une cellule d'électrolyse, notamment pour la production à partir d'eau salée ou saumâtre d'une solution de potabilisation et de désinfection, pouvant être mise en œuvre sur le terrain en particulier dans des pays en voie de développement.

On connaît de tels appareils du document WO/ 2005/044731 qui décrit une cellule d'électrolyse unitaire comportant une enceinte formée de deux pièces moulées identiques, emboîtées l'une sur l'autre renfermant des électrodes disposées parallèlement les unes aux autres dans cette enceinte, les deux électrodes latérales, extérieures, étant reliées par soudure à des conducteurs électriques.

Les principaux inconvénients d'un tel appareil sont, d'une part, qu'il ne comporte qu'une cellule d'électrolyse, ce qui limite la production de la solution de potabilisation et de désinfection et, d'autre part, que les soudures entre les conducteurs électriques et les électrodes sont sujettes à une rapide corrosion limitant la durée de vie de l'appareil et nécessitant de fréquente réparations.

La présente invention a pour but la réalisation d'un appareil comprenant au moins une cellule d'électrolyse, notamment pour la production sur le terrain d'une solution de potabilisation de l'eau et de désinfection qui obvie aux inconvénients des appareils tels que décrits dans le document précité permettant ainsi d'augmenter la durée d'utilisation de l'appareil sans réparation et de réaliser des ensembles ayant une grande capacité de production de ladite solution.

La présente invention a pour objet un appareil comportant au moins une cellule d'électrolyse comprenant les caractéristiques énumérées à la revendication 1.

Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution d'un appareil d'électrolyse selon la présente invention.

La figure 1 est une vue en perspective d'une cellule d'électrolyse de l'appareil selon l'invention.

La figure 2 est une vue en perspective du corps du boîtier d'une cellule d'électrolyse telle qu'illustrée à la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective du couvercle du boîtier d'une cellule d'électrolyse telle qu'illustrée à la figure 1.

La figure 4 est une coupe transversale du corps du boîtier de la cellule d'électrolyse.

La figure 5 est une vue en perspective de dessus d'un appareil d'électrolyse selon l'invention comportant trois cellules d'électrolyses telles qu'illustrées à la figure 1.

La figure 6 est une vue de dessous de l'appareil d'électrolyse illustré à la figure 5.

La figure 7 illustre le procédé de découpe des électrodes d'une cellule d'électrolyse à partir d'un flanc de matériau adéquat.

L'appareil d'électrolyse selon la présente invention pour la production sur le terrain, c'est-à-dire dans des conditions difficiles dans le cadre d'opérations humanitaires par exemple, d'une solution de potabilisation de l'eau et de désinfection à partir d'eau salée ou saumâtre comporte au moins une, mais généralement plusieurs, cellules d'électrolyse pouvant s'accoupler les unes aux autres pour former un appareil monolithique. Grâce à cette conception modulable de l'appareil, sa production de solution de potabilisation et de désinfection peut être adaptée aux besoins. Chaque cellule d'électrolyse de l'appareil d'électrolyse est constituée comme celle illustrée à la figure 1 et qui va être décrite dans ce qui suit.

Chaque cellule d'électrolyse se compose d'une coque ou boîtier présentant un corps 1 et un couvercle 2, ainsi que d'électrodes d'alimentation 3 et d'électrodes intermédiaires 4.

Le corps 1 de la coque de la cellule d'électrolyse se présente sous la forme d'un parallélépipède tubulaire ouvert à ses deux extrémités. La partie inférieure de ce corps 1 comporte des pieds 5 tandis que son extrémité supérieure est plane. Dans la forme d'exécution illustrée, ce corps parallélépipédique comporte deux paires 6, 7 de parois latérales se faisant face deux à deux, la largeur des parois d'une des paires 6 étant plus grande que celle de l'autre paire 7.

La face supérieure du corps 1 de la coque ou boîtier est plane et reçoit le couvercle 2 qui, lui, est fixé en position de service par collage, boutrolage ou tous autres moyens. Cette coque formée d'un corps 1 et du couvercle 2 est en matière isolante de l'électricité, par exemple en matière plastique.

A proximité de son extrémité inférieure comportant les pieds 5, le corps 1 de la coque comporte des butées 8 saillant des faces intérieures des parois 7 de ce corps et des traverses 9 reliant les parois 6 du corps 1 parallèlement aux parois 7 de ce corps. Les faces intérieures des parois 7 du corps 1 de la coque comportent des rainures longitudinales 10 dans lesquelles les électrodes 3, 4 sont insérées par le haut du corps 1 jusqu'à buter contre les butées 8 et les traverses 9. Le couvercle 2 comporte des lamelles de retenue 11 , 12 entrant en contact avec les tranches supérieures des électrodes 3, 4 en position de service pour maintenir celles-ci en place dans la coque. Les électrodes d'alimentation 3 comportent des tiges 3a venues d'une seule pièce de fabrication avec la plaque 3 de ces électrodes d'alimentation, de manière à éviter toute soudure ou connexion qui seraient noyée dans l'électrolyte en fonctionnement de la cellule d'électrolyse.

Ces électrodes 3, 4, généralement en titane, proviennent de divers fabricants (De Nora, Permascand) et sont découpées dans un flanc de matériau 13 (figure 7) de manière à éviter toute chute de matière première celle-ci étant relativement onéreuse. La forme en L des électrodes d'alimentation 3, 3a permet d'éviter toute soudure ou connexion entre les plaques 3 et la tige 3a et l'extrémité

libre des tiges 3a est conformée de manière à pouvoir être connectée directement à des connecteurs standards par exemple de type "Faston" de 9,5 mm.

Dans l'exemple illustré, l'appareil d'électrolyse est composé de quatre électrodes en titane 3, 4 insérées dans une coque formée d'un corps 1 et d'un couvercle 2 en matière plastique injectée. Les électrodes sont insérées dans le corps 1 puis le couvercle 2 est fixé.

Lorsque la cellule d'électrolyse est plongée dans une solution d'eau salée et alimentée en électricité, elle produit de l'hypochlorite de sodium à raison d'au moins 10g/heure. Les dimensions du boîtier, hors éléments de connexion 3a, sont de 136x74x63 mm et a une masse de l'ordre de 170 g avec les électrodes.

L'appareil fonctionne avec une source de courant de 12V délivrant 4A au moins, telle qu'une batterie de voiture ou un adaptateur adéquat. Il peut également être alimenté directement par un panneau solaire de dimension appropriée.

La cellule d'électrolyse ainsi réalisée est très compacte, robuste, facile à mettre en œuvre et ne souffre pas de corrosion, aucune soudure ou connexion n'étant immergée dans l'électrolyte.

Dans des variantes la cellule pourrait présenter d'autres dimensions et comporter un nombre différent d'électrode intermédiaire 4 pour autant que la tension et l'ampérage de la source de courant soient adaptés en conséquence. Les faces extérieures des parois 6 et 7 de la cellule d'électrolyse comportent encore des formations d'accouplement par encliquetage. Chaque face des parois 6, 7 comporte une baguette longitudinale 14 constituant une formation d'accouplement mâle et une gouttière longitudinale 15 formant une formation d'accouplement femelle. Cette baguette 14 et cette gouttière 15 s'étendent parallèlement l'une à l'autre sur une partie au moins de la hauteur du corps 1 de la coque.

Grâce à ces formations d'accouplement mâles 14 et femelles 15 plusieurs cellules d'électrolyse peuvent être aisément assemblées par encliquetage comme

illustré aux figures 5 et 6 de manière à réaliser un appareil d'électrolyse dont la capacité de production répond aux besoins précis d'une application donnée.

Les principaux avantages que présente l'appareil d'électrolyse selon l'invention sont : 1. de pouvoir répondre à une demande de production croissante par l'assemblage de cellules individuelles entre elles par simple clipsage,

2. l'utilisation optimale des feuilles de titane pour la fabrication des électrodes en réduisant les chutes de matière et limitant ainsi le coût de l'appareil,

3. la découpe originale des électrodes d'alimentation en forme de L évite une soudure ou une connexion dans la partie immergée. Ceci permet une fabrication plus simple évitant les processus d'assemblage et évite toute réaction de corrosion au niveau de la jonction entre la plaque 3 et la tige 3a des électrodes d'alimentation,

4. la forme particulière de l'extrémité de la tige 3a des électrodes d'alimentation 3 obtenue par simple découpe permet une connexion à des connecteurs standard ne nécessitant aucune connectique complémentaire.