CH102611A - Electrolytic cell battery. - Google Patents

Electrolytic cell battery.

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CH102611A
CH102611A CH102611DA CH102611A CH 102611 A CH102611 A CH 102611A CH 102611D A CH102611D A CH 102611DA CH 102611 A CH102611 A CH 102611A
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CH
Switzerland
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cell
electrodes
cells
electrode plates
partition wall
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German (de)
Inventor
Edgar Knowles Albert
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Edgar Knowles Albert
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/70Assemblies comprising two or more cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

  

  Batterie ans elektrolytischen Zellen.    Die Erfindung betrifft eine Batterie aus  elektrolytischen Zellen, die insbesondere zur  Herstellung von Sauerstoff und Wasserstoff  durch Wasserzersetzung dienen kann.  



  Gemäss der     Erfindung    sind eine Anzahl  von Zellen     übereinander    gestellt und Strom  zuleitungen am obern Ende der obersten und  am Boden der untersten Zelle angeordnet,  wobei der Strom direkt durch die     Zellen-          kolonne    durch     Hintereinanderschaltun-g    von  jeder Zelle zu     der    darüber oder darunter lie  genden unter Wechsel der Polarität zwischen  je zwei Zellen hindurchgeht.  



  Dank .dieser Anordnung kann man eine       Wusserst    kompakte     Batterie    erhalten, welche  bloss ein Minimum an     Bodenfläche    bean  sprucht und bei der man eine grosse Anzahl  von Verbindungsleitungen ersparen kann,       wobei    gleichzeitig eine gleichförmige Strom  verteilung in den     E.lektrodenplatten    erzielt  werden kann.  



       Zweckmässig    erweise ist die     Anordnung     hierbei derart,     da.ss    die Trennungswand zwi  schen je zwei Zellen herabhängende parallele       Elektrodenplalten    trägt in     abwechselnder          Und        zusammenwirkender        Anordnung    mit pa-         rallelen        Elektrodenplatten,    die sich nach  oben erstrecken aus der Trennungswand zwi  schen,der untern Zelle und der nächst darun  ter liegenden Zelle,

   wobei -diese Trennungs  wand     ihrerseits    herabhängende     Elektroden-          platten        für,die    darunter liegende Zelle trägt.  



  Zwecks     Trennung    und Sammlung der  Gase     ist    die     Anordnung    vorzugsweise derart,  dass die von dem Deckel ,jeder Zelle herab  hängenden Elektroden durch Öffnungen einer  Zwischenwand     hindurchgehen,    welche     rohr-          förmige        Diaphragrnen    - oder Hülsen tragen,       die,die    herabhängenden Elektroden umgeben,  um das an diesen Elektroden erzeugte Gas  von dem Gas zu trennen, welches an den da  mit     abwechselnden    Elektroden erzeugt wird,  die sich     aufwärts    von dem Boden .der Zelle  erstrecken.  



  Ein Ausführungsbeispiel des     Erfindungs-          gegenstandes    ist in den Zeichnungen darge  stellt, in welchen       Fig.    1 ein vertikaler' Längsschnitt durch  eine vertikale Serie oder Gruppe von Zel  len ist;       Fig.    2 ist ein vertikaler Schnitt nach .der  Linie 2-2 der     Fig.    1;           Fig.    3 ist ein horizontaler     Schnitt    nach  der Linie 3-3 der     Fig.    1;

         Fig.    4     ist    ein vergrösserter Schnitt eines  Teils des Unterteils einer Zelle zur Darstel  lung verschiedener Verfahren der Isolierung  für die aus der Bodenplatte der Zelle     herab_-          hängenden        Elektrodenen.den.     



  Gleiche Buchstaben beziehen sich auf ent  sprechende Teile in allen Zeichnungen.  



  Jede     Vertikalserie    oder Gruppe von Zellen  besteht aus einer Reihe     übereinandergesetzter     Zellen a, b und c von Kasten- oder Wannen  form, woben beliebige Mittel vorgesehen sein  können, um die Zellen mit Elektrolyt zu spei  sen. Die Bodenplatte der untersten Zelle c  ist mit Füssen oder Flanschen versehen, durch  welche die Reihe auf     geeignet    isolierten  Böcken d getragen wird und eine Reihe von  nach unten hervorragenden Parallelrippen e  bilden Anschlüsse     füT    den elektrischen Strom,  der ihnen durch     Kupferstäbe    oder Streifen f,  welche an Rippen e durch den Bolzen     befestigt     sind, zugeführt wird.

   Parallele Elektroden  platten     g,    :die vorzugsweise in der Dicke nach  oben zu abnehmen, ragen aus der Bodenplatte  im Innern der Zelle aufwärts und bewirken,  dass die ganze Zelle in einer Anzahl kleiner,  schmaler Abteile unterteilt wird, von denen  jedes durch eine der Rippen e mit Strom ver  sorgt wird.

   Der obere Abschluss der Zelle c       wird    gebildet :durch den Unterteil der nächst       darüberstehenden    Zelle b-. aus welcher     Elek-          trodenplatten   <I>h,</I> ähnlich den Elektroden     g          herabhängen,    und zwar in     abwechselnder     Anordnung mit diesen, wobei sich die Plat  ten     h.    bis zu einer geringen Entfernung von  dem Boden der Zelle c erstrecken.

   Eine wei  tere Reihe von parallelen Platten     j    erstreckt  sich aufwärts aus dem Boden der Zelle     1),    und  zwar .in .abwechselnder Anordnung mit Plat  ten 7c, welche vom Boden der nächst darüber  stehenden Zelle     herabhängen.    Jede Zelle der  Reihe ist in gleicher Weise     geformt,    bis die  oberste Zelle a erreicht ist, deren Deckel  herabhängende     Elektrodenplatten        I        und    nach  aussen parallele Rippen m besitzt.

   an die       kupferne    Stromzuleitungen in derselben  Weise angeschlossen sind, wie dies bei den         untern    Rippen e     beschrieben    worden ist. Das  Verfahren zur Abtrennung der in den Zellen  erzeugten Gase ist genau     gleich    für jede  Zelle und mag mit Bezug auf die unterste  Zelle c beschrieben werden.  



  Ein horizontales Teilungsglied oder Dia  phragma     tt,    welches von der Zelle nach oben  und unten isoliert ist, liegt in einem kleinen  Abstand unter dem Boden der Zelle b und  besitzt eine Reihe von herabhängenden     rohr-          förmigen    Flanschen o, die Schlitze oder       Öffnungen    umgeben, durch welche die herab  hängenden Elektroden     h        hindurchgehen.    Die  Flanschen o tragen poröse, herabhängende       Diaphragmen    oder     Hülsen    p aus Asbest, Gaze  oder dergleichen,

   welche die Elektroden h       umgeben    und das darin erzeugte Gas von       den    an den Elektroden     g    erzeugten und von  diesen aufsteigende Gas trennen. Das an den  Elektroden     lt    erzeugte Gas streicht nach  oben durch die Trennungswand     bezw.    Dia  phragma     ri,    in den Raum zwischen der Tren  nungswand und dem Boden der Zelle b und  aus diesem Raum wird das Gas in ein verti  kales     Sammelrohr        q    abgeleitet, das durch  eine Armatur mit einer Fassung     r    verbunden  ist, welche am Oberende der Zelle angegos  sen oder     sonstwie    angebracht ist.  



  Das an den Elektroden     g    erzeugte Gas  wird durch die     Diaphragmen    p verhindert,  durch die     Öffnungen    der Wand     n    hindurch  zugehen und sammelt sich unter der     Wand,     von wo es in ein zweites     Sammelrohr    s ge  langt. Die Sammelrohre     g    und s nehmen das  Gas der entsprechenden Elektroden aller  Zellen einer Vertikalreihe oder Gruppe auf,  wobei die Rohre in voneinander isolierte  Strecken zwischen den einzelnen Zellen durch  Einschaltung kurzer Rohrstücke aus Isola  tionsmaterial, wie zum Beispiel Glas, unter  teilt sind.

   Da, die Rohre nur der Potential  differenz zwischen zwei benachbarten Zellen  ausgesetzt sind, brauchen die Isolations  rohre nur eine kurze Länge zu besitzen, wie  in     Fig.    1. dargestellt.  



  Ein weiteres Stück Isolationsrohr     ir-    ist  zwischen den Vertikalrohren c und s und den           Verbindungsstücken    eingeschaltet, durch wel  che sie an den     Hauptsammelgasleitungen        zv     und v angeschlossen sind, die die Gase aus  einer Reihe oder Batterie von Zellengruppen  aufnehmen.  



  Wenn die untern Ränder der Elektroden  platten h genügend weit von dem Böden der  Zelle in Abstand liegen, so ist eine Isolation  zwischen der Elektrode und dem Boden der  Zelle nicht     unbedingt    erforderlich. Es kann  indes, wenn gewünscht, eine Isolation auf  eine der in     Fig.    4 dargestellten Arten vor  gesehen werden.  



  Bei     .x    ist eine schüsselförmige Schicht  Isolationsmaterial dargestellt,     die    auf dem  Boden der Zelle liegt und sich auch einkur  zes Stück an den Seiten aufwärts erstreckt,  während bei y ein flacher Streifen     Isola-,          tionsmaterial    dargestellt ist, der auf dem Bo  den der Zelle liegt. Bei den andern Aus  führungsformen werden metallische Schutz  glieder z auf schmalen Streifen Isolations  material 3 gehalten.  



  Eine weitere Ausführungsform, bei wel  cher die Isolation ganz entbehrt werden kann,  besteht darin, dass die     Diaphragmen    oder  Hülsen p unterhalb der Unterenden der Elek  troden     la    ganz oder fast ganz geschlossen  sind. Bei der dargestellten Ausführungsform  erstrecken sich die     Elektrodenplatten        g,    die  aus dem Boden jeder Zelle nach oben ragen,  bis zu den Seiten der Wanne oder Zelle, so  dass die Zelle in eine Anzahl kleinerer,  schmaler Abteile unterteilt ist, wie in     Fig.    3  dargestellt.

   Diese Konstruktion erzielt eine  äusserst starke Zelle, leidet indes unter dem  Übelstand, dass der Elektrolyt jeder dieser  kleineren Zellen besonders zugeführt werden  muss, und dass es schwer ist, ein gleiches  Niveau des     Elektrolytes-    in jeder Zelle zu  sichern.  



  Bei einer abgeänderten     Konstruktion    sind  die Elektroden g nicht bis zu den Seiten der  Zelle oder Wanne geführt, sondern besitzen  die gleiche Breite wie die Elektroden     h.     Diese Konstruktion ist nicht so stark wie die  in. den Zeichnungen dargestellten Konstruk-         Honen,    gestattet aber eine freie Zirkulation  des     Elektrolytes,    der daher an einem Punkte  der ganzen Zelle zugeführt werden kann. Es  ist klar, dass, anstatt diese Elektroden von  den Seiten ganz zu trennen, sie in Zwischen  räumen mit diesen durch     Gewebestücke    ver  bunden sein können.

   Hierdurch wird der  Konstruktion Festigkeit     gegeben,    ohne dass  die Zirkulation des     Elektrolytes    durch die  ganze Kammer gestört wird.



  Battery ans electrolytic cells. The invention relates to a battery made of electrolytic cells, which can be used in particular for the production of oxygen and hydrogen by decomposing water.



  According to the invention, a number of cells are placed on top of one another and power lines are arranged at the top of the top and bottom of the bottom cell, with the current flowing directly through the column of cells by connecting each cell in series to the one above or below Change of polarity between every two cells.



  Thanks to this arrangement, a very compact battery can be obtained which only requires a minimum of floor space and in which one can save a large number of connecting lines, while at the same time achieving a uniform current distribution in the electrode plates.



       The arrangement is expedient here in such a way that the partition wall between every two cells has parallel electrode plates hanging down in an alternating and interacting arrangement with parallel electrode plates which extend upwards from the partition wall between the lower cell and the next cell below,

   where -this partition wall, in turn, carries hanging electrode plates for the cell below.



  For the purpose of separating and collecting the gases, the arrangement is preferably such that the electrodes hanging down from the lid of each cell pass through openings in an intermediate wall, which carry tubular diaphragms - or sleeves that surround the hanging electrodes around the electrodes Electrodes to separate gas generated from the gas generated at the alternating electrodes there that extend upward from the bottom of the cell.



  An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings, in which FIG. 1 is a vertical longitudinal section through a vertical series or group of cells; Fig. 2 is a vertical section taken along line 2-2 of Fig. 1; Figure 3 is a horizontal section taken on line 3-3 of Figure 1;

         4 is an enlarged section of part of the lower part of a cell to illustrate various methods of insulation for the electrodes hanging down from the base plate of the cell.



  The same letters refer to corresponding parts in all drawings.



  Each vertical series or group of cells consists of a number of superposed cells a, b and c of box or tub shape, any means may be provided to feed the cells with electrolyte. The bottom plate of the lowest cell c is provided with feet or flanges through which the row is supported on suitably insulated trestles d, and a series of parallel ribs protruding downwards form connections for the electrical current which is fed to them by copper rods or strips f Ribs e attached by the bolt is fed.

   Parallel electrode plates g,: which preferably decrease in thickness upwards, protrude upwards from the bottom plate inside the cell and cause the whole cell to be divided into a number of small, narrow compartments, each of which is formed by one of the ribs e is supplied with electricity.

   The upper end of cell c is formed by the lower part of the next cell b-. from which electrode plates <I> h, </I> similar to the electrodes g hang down, namely in an alternating arrangement with these, the plates h. extend to a short distance from the bottom of cell c.

   Another row of parallel plates j extends upward from the bottom of cell 1), in an alternating arrangement with plates 7c, which hang down from the bottom of the cell next above. Each cell in the row is shaped in the same way until the top cell a is reached, the cover of which has depending electrode plates I and ribs m parallel to the outside.

   are connected to the copper power supply lines in the same way as has been described for the ribs e below. The method for separating the gases generated in the cells is exactly the same for each cell and may be described with reference to the lowest cell c.



  A horizontal dividing member or diaphragm, which is insulated from the cell up and down, lies a small distance below the bottom of the cell b and has a series of depending tubular flanges o, which surround slots or openings through which the hanging electrodes h pass through. The flanges o carry porous, depending diaphragms or sleeves p made of asbestos, gauze or the like,

   which surround the electrodes h and separate the gas generated therein from the gas generated at the electrodes g and rising from them. The gas generated at the electrodes lt sweeps up through the partition or. Dia phragma ri, in the space between the partition wall and the bottom of the cell b and from this space the gas is diverted into a vertical manifold q, which is connected by a fitting to a socket r, which is cast at the top of the cell or otherwise appropriate.



  The gas generated at the electrodes g is prevented by the diaphragms p from passing through the openings in the wall n and collects under the wall, from where it reaches a second collecting tube s ge. The collecting pipes g and s take on the gas of the corresponding electrodes of all cells in a vertical row or group, the pipes being divided into sections isolated from one another between the individual cells by connecting short pipe pieces made of insulating material, such as glass.

   Since the tubes are only exposed to the potential difference between two adjacent cells, the insulation tubes only need to have a short length, as shown in FIG.



  Another piece of insulation pipe ir- is connected between the vertical pipes c and s and the connecting pieces, through which they are connected to the main collecting gas lines zv and v, which receive the gases from a row or battery of cell groups.



  If the lower edges of the electrode plates h are sufficiently far from the bottom of the cell, insulation between the electrode and the bottom of the cell is not absolutely necessary. However, if desired, insulation can be seen in one of the ways shown in FIG. 4.



  At .x a bowl-shaped layer of insulation material is shown which lies on the bottom of the cell and also extends up the sides for a short distance, while at y a flat strip of insulation material is shown lying on the bottom of the cell . In the other embodiments, metallic protective members z are held on narrow strips of insulation material 3.



  Another embodiment, in which the insulation can be completely dispensed with, consists in the diaphragms or sleeves p being completely or almost completely closed below the lower ends of the electrodes la. In the embodiment shown, the electrode plates g, which protrude upward from the bottom of each cell, extend to the sides of the well or cell so that the cell is divided into a number of smaller, narrow compartments, as shown in FIG.

   This construction achieves an extremely strong cell, but suffers from the inconvenience that the electrolyte has to be specially supplied to each of these smaller cells, and that it is difficult to ensure an equal level of electrolyte in each cell.



  In a modified construction, the electrodes g are not led to the sides of the cell or well, but have the same width as the electrodes h. This construction is not as strong as the constructions shown in the drawings, but allows free circulation of the electrolyte, which can therefore be fed to one point throughout the cell. It is clear that, instead of completely separating these electrodes from the sides, they can be connected to them in intervening spaces by pieces of tissue.

   This gives the structure strength without disturbing the circulation of the electrolyte through the entire chamber.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Batterie aus elektrolytischen Zellen zur Herstellung von Sauerstoff und Wasserstoff durch Wasserzersetzung, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Anzahl von Zellen über einander gestellt und Stromzuleitungen am obern Ende des obersten und am Boden der untersten Zelle angeordnet sind, wobei der Strom direkt durch die Zellenkolonne durch Hintereinanderschaltung von jeder Zelle zu der darüber oder darunter liegenden unter Wechsel der Polarität zwischen je zwei Zel len hindurchgeht. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Battery made of electrolytic cells for the production of oxygen and hydrogen by the decomposition of water, characterized in that a number of cells are placed one above the other and power supply lines are arranged at the top of the top and bottom of the bottom cell, with the current flowing directly through the cell column by connecting each cell in series to the one above or below, changing the polarity between two cells each. SUBCLAIMS: 1. Batterie nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennungswand zwischen je zwei Zellen herabhängende parallele Elektrodenplatten trägt in ab wechselnder und zusammenwirkender An ordnung mit parallelen Elektrodenplatten, die sich nach oben erstrecken aus der Trennungswand zwischen der untern Zelle und der nächst darunter liegenden Zelle, wobei diese Trennungswand ihrerseits herabhängende Elektrodenplatten für die darunter liegende Zelle trägt. z. Battery according to claim, characterized in that the partition wall between each two cells has parallel electrode plates hanging down in an alternating and cooperating arrangement with parallel electrode plates which extend upwards from the partition wall between the lower cell and the next cell below Separation wall in turn carries depending electrode plates for the cell below. z. Batterie nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Deckel jeder Zelle herabhängenden Elektroden durch Öffnungen einer Zwischenwand hin durchgehen, welche rohrförmige Diaphrag- men oder Hülsen tragen, die die herab hängenden Elektroden umgeben, um das an diesen Elektroden erzeugte Gas von dem Gas zu trennen, welches an den da mit abwechselnden Elektroden erzeugt wird, die sich aufwärts von dem Boden der -Zelle erstrecken. 3. Battery according to claim, characterized in that the electrodes hanging down from the cover of each cell pass through openings in a partition wall which carry tubular diaphragms or sleeves which surround the hanging electrodes in order to supply the gas generated at these electrodes which is created at the alternating electrodes that extend upward from the bottom of the cell. 3. Batterie nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sammelrohr das an den Elektroden gleicher Polarität jeder Zelle einer Vertikalreibe erzeugte Gas auf- nimmt, wobei das Sammelrohr in der An zahl der Zellen entsprechende Abschnitte, welche voneinander isoliert. sind, geteilt ist. Battery according to dependent claim 2, characterized in that a collecting tube receives the gas generated at the electrodes of the same polarity of each cell of a vertical grater, the collecting tube having sections corresponding to the number of cells and isolating them from one another. are divided.
CH102611D 1922-08-16 1922-08-16 Electrolytic cell battery. CH102611A (en)

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