CH178531A - Elektrolytischer Wasserzersetzer mit konachsial angeordneten, bipolar geschalteten zylindrischen Elektroden. - Google Patents

Description

  Elektrolytischer     Wasserzersetzer    mit     konachsial    angeordneten,  bipolar geschalteten zylindrischen Elektroden.    Die Erfindung bezieht sich auf einen  elektrolytischen     Wasserzersetzer    mit     konach-          sia.l    angeordneten, bipolar geschalteten zy  lindrischen Elektroden. Gemäss der Erfin  dung sind an den Enden. der Elektroden       kegelige    Halteringe für die Elektroden     vor-          tresehen,    die unter Zwischenlage von elek  trisch isolierendem Dichtungsmaterial     über-          eina.ndergeschoben    sind.

   Es empfiehlt sich,  die beiderseitigen Auflageflächen der Halte  ringe als     1%egelstumpfmäntel    von gleicher  Höhe und Neigung auszubilden und den  innersten Haltering auf einen zentralen Füh  rungskörper aufzusetzen, der gegebenenfalls  zugleich als     Elektroly        tverteilungsraum    die  nen kann. Die Neigung der Mantelflächen  der Halteringe wird zweckmässig so bemes  sen, dass bei     übereinandergeschobenen    Rin  gen Selbsthemmung gegen Abgleiten ein  tritt. Die Halteringe können entweder nur  an den einen Enden oder aber an beiden  Enden der Elektroden befestigt sein.    Auf der Zeichnung sind Ausführungs  beispiele der Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt im senkrechten Schnitt und       Fig.    2 im     wagrechten    Schnitt eine erste Aus  führungsform der Erfindung unter Weglas  sung der zum Verständnis nicht notwendigen  Teile;  In den     Fig.    3 und 4 sind zwei Abände  rungen der     Fig.    1 veranschaulicht.  



  Durch den Deckel 1 eines     Hochdruck-          Elektrolyseurs    ist unter Zwischenlage von  elektrisch isolierendem Material 2 ein Rohr  3 hindurchgeführt, an dem ein Hohlzylinder  4 befestigt ist. In dem Beispiel ist sowohl  das untere Ende 5 des Hohlzylinders 4, als  auch das obere Ende 5' schräg nach Art  eines     Ziegelstumpfes    ausgebildet. Das untere  Ende 5 ist in Richtung auf die Zylinder  achse zu     und    das obere Ende 5' in Richtung  von der Zylinderachse weg schräg ausge  bildet.  



  An beiden Enden der Elektroden 6 sind           kegelige    Ringe 7 und 8 angeordnet, die mit  den Elektroden, z. B. durch     Schweissung,     verbunden sind. Als Elektroden können bei  spielsweise wellblechförmige Zylinder aus  Eisenblech benutzt werden. Die auf der  Zeichnung nicht sichtbare     Wellung    der     Elek-          trodenbleche    6 verläuft parallel zur Achse  des     Zylinders    4; ferner sind in den Elektro  den Aussparungen vorhanden. Zweckmässig  werden die Ringe 7 und 8 mit den zugehöri  gen Elektroden vorher durch     Schweissung     verbunden.

   Darauf wird zunächst die innere  Elektrode 6 von unten her auf den als Füh  rungskörper dienenden Hohlzylinder 4 auf  geschoben, was durch die dargestellte Form  gebung der Ringe erleichtert wird. Wegen  der Schrägstellung der Ringebenen wird so  wohl am untern Ende 5, als auch am obern  Ende 5' des Führungskörpers 4 ein dichter  Abschluss erzielt. Dieser kann noch dadurch  erhöht werden, dass die Neigung der Kegel  stumpfflächen der Ringe unter Berücksich  tigung der Baustoffe für die Ringe und den  Zylinder so bemessen ist, dass bei aufgescho  benen Ringen Selbsthemmung gegen Abglei  ten eintritt. Um bei diesem Aufschieben der  Ringe eine Formveränderung der Elektroden  6 zu     verhindern,    sind deren Enden 9 nach  Art eines Dehnungsstückes, z. B. gewellt,  ausgebildet.

   Hat man die zu der     innern     Elektrode 6 gehörigen Ringe 7 und 8 fest  auf die dafür vorgesehenen     Auflagefläche=n     5 und 5' des Führungskörpers 4 aufgetrie  ben, so     wird    unter Zwischenlage von Dich  tungsstoff ein in der Ebene des Stromdurch  ganges feingelochtes, dünnes Blech 10 oder  Drahtnetz, darauf das zum Beispiel aus       Asbesttuch    oder -pappe bestehende Dia  phragma 11 und     schliesslich        wiederum    ein  Drahtnetz oder ein feingelochtes, dünnes  Blech 1.2 über die Ringe 7 und 8, sowie  die innere Elektrode geschoben.

   Die Draht  netze oder gelochten Bleche sichern dabei  die Lage des     Diaphragmas.    Auf das     äussere     Drahtnetz     wird    darauf in entsprechender  Weise wieder eine Elektrode 6 mit daran  beiderseits befestigten     kegelstumpfförmigen     Ringen 7 und 8 aufgeschoben. Durch die    auftretende Keilwirkung wird ein dichter  Abschluss zwischen den     innern    und dem  nächstfolgenden Ring und damit eine     flüs-          sigkeits-    und gasdichte     Abschliessung    der  zwischen den Elektroden und dem Dia  pliragma liegenden Räume geschaffen.

   An  schliessend werden abwechselnd Drahtnetze  mit     Diaphragmen    und Elektroden mit den  beiderseitig an ihnen befestigten Ringen in  der beschriebenen Weise aufgeschoben. Auf  die äussersten Ringe 7' und 8' wird schliess  lich ein als Abschluss dienender Hohlzylin  der 13 aufgedrückt. An Stelle des Zylinders  13 kann auch eine Elektrode den Abschluss  bilden. Als     Anpress-    und Haltevorrichtung  sind in dem Beispiel<I>noch</I> an der Unterseite  des Deckels 1 befestigte Schraubenspindeln  14 und     Muttern    15 vorgesehen, auf welchen  ein ringförmiges     Pressstück    16     achsial    ver  schiebbar gelagert ist.

   Die     abgeschrägte    Flä  che des     Pressstückes    16 liegt an dem schrä  gen obern Ende des Zylinders 13 an. Werden  die     Muttern    15 festgedrückt, so drücken sie  das     Pressstück    nach oben, wodurch die obern  Ringe 8 in radialer Richtung zusammen  gedrückt und in dieser Lage gesichert wer  den.  



  In entsprechender Weise kann eine     An-          press-    und Haltevorrichtung auch für die  untern Ringe 7 vorgesehen sein, die am un  tern Ende des Zylinders 13 oder aber an der  Stirnseite der Ringe angreift.  



  Die     Anpressvorrichtung    14, 15, 16 kann  zugleich noch als     Stromzuführung    dienen,  wenn man den Zylinder 13 und die Ringe  7, 7' und 8, 8' aus Metall herstellt. Als  zweite Stromzuführung kann das Rohr 3 mit  dem Zylinder 4 benutzt werden.  



       lym    nun eine einfache und betriebssichere  Möglichkeit der Zuführung von Wasser zu  den     Elektrodenräumen    zu haben, sind an der  untern Abdichtungsstelle der Elektroden  räume     Durchbrechungen    17 in den Halterin  gen 7 der Elektroden und der     Diaphragmen     11 vorgesehen, deren Ausbildung aus     Fig.        \?     im einzelnen näher ersichtlich ist.  



  Nach     Fig.    2 sind durch derartige Durch  brechungen insgesamt fünf verschiedene ge-      I rennte Kanäle 20, 21, 22, 23 und     ?4    vor  gesehen, die in radialer Richtung von dem  als     Wasserzuführung    dienenden mittleren  Hohlzylinder aus verlaufen. Die einzelnen       Kanäle    haben verschiedene Längen. Dies  rührt daher,     da.ss    jeder der einzelnen Kanäle       eine    andere Gruppe von     Elektrodenräumen     mit Wasser speist. So speist der Kanal 2U  die innern     Elektrodenräume,    und zwar die  Kathodenräume, der Kanal 21 die Kathoden  räume der nächstfolgenden Zellen usw.

   Um  eine Verbindung zwischen den Kanälen 20       [bis        :?4    und den ihnen zugeordneten     Elektro-          denräumen    herzustellen, sind an den Ringen  7 dieser Zellenräume verhältnismässig enge  Sehlitze vorgesehen, durch welche das     Was-          sei-    in Richtung der in     Fig.    2 eingetragenen  Pfeile in die Kathodenräume der betreffen  den Zellengruppen eintritt. Die Anoden  räume erhalten durch die     Diaphragmen    hin  durch aus den Kathodenräumen den notwen  digen Ersatz an Wasser.  



  Durch die dargestellten getrennten     Ka-          tiMe    wird schon eine ausreichende Gleich  mässigkeit der     Durchspülung    der einzelnen  Zellengruppen mit Wasser erreicht. Will  man die Gleichmässigkeit der     Durchspülung     der einzelnen     Elektrodenräume    noch weiter  steigern, so kann man den Strömungsquer  schnitt der einzelnen Kanäle unterschiedlich  w 'hlen; in diesem Falle würde der Kanal<B>9-0</B>  den geringsten Strömungsquerschnitt und  der Kanal 24 den grössten Strömungsquer  schnitt erhalten, unter der Voraussetzung,  dass die Verbindungsschlitze zwischen den  Kanälen und den zugehörigen Kathodenräu  men für alle Kanäle gleich gross dimensio  niert sind.  



  Der Hohlzylinder 4 dient somit als zen  traler Verteilungsraum für den Elektrolyten.  Die am obern Ende 5' des Hohlzylinders 4  noch sichtbaren Kanäle 18 und 19 dienen  zur getrennten Abführung der im Anoden  und Kathodenraum     entwickelten    Gase. Der  eine Kanal, z. B. 18, steht infolgedessen mit  allen Anodenräumen und der andere mit  allen Kathodenräumen in nicht näher dar  gestellter Weise, z. B. ebenfalls durch in der,    Halteringen 8, 8' ausgebildete Schlitze, in  Verbindung.  



  Zwischen jedem Haltering und jedem       Diaphragma    ist elastisches Isoliermaterial,  z. B. entsprechend schräg ausgebildete  Gummiringe, eingelegt, zur Erzielung eines  besonders dichten Abschlusses.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.    1 sind  die     Haltringe    fest mit den Elektroden ver  bunden unter Zwischenschaltung eines bei  spielsweise gewellten Dehnungsstückes. In  manchen Fällen ist infolge dieser Dehnungs  stücke ein Aufbau eines     Wasserzersetzers     der in Frage stehenden Art erschwert. Zur  Vermeidung dieses Mangels kann man die  Halteringe auch getrennt von den Elektro  den anordnen und lediglich mit Ansätzen  über den Rand der     Elektroden        hinweggrei-          fen    lassen. Eine solche Möglichkeit ist in       Fig.    3 veranschaulicht.

   Auf den im Innern  des     Wasserzersetzers    befindlichen Hohlzylin  der 4 sind in der oben beschriebenen Weise  die Halteringe 7 für die Elektroden 6 auf  geschoben unter Zwischenlage von     Diaphrag-          men    12, sowie gegebenenfalls von Abdich  tungsmaterial. Die in den Halteringen 7  vorgesehenen Kanäle 17     (Fig.    1) sind     in    dem  dargestellten Schnitt nicht sichtbar. An den  Ringen 7 sind Nasen 25 vorgesehen, die sich  gegen die innere Fläche der Elektroden an  legen und damit als Halterung der Elektro  den dienen.  



  Statt der Nasen 25 können gemäss     Fig.4     auch an den obern Enden der Halteringe 7  Aussparungen 26 für die Führung der un  tern Enden der Elektroden vorgesehen sein.  



  Die obern Enden der Elektroden 6 sind  zweckmässig auch bei der Ausführungsform  nach den     Fig.    3 und 4 fest mit den Elektro  den verbunden, beispielsweise angeschweisst.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrolytischer Wasserzersetzer mit kon- achsial angeordneten, bipolar geschalteten zylindrischen Elektroden, dadurch gekenn zeichnet, dass an den Enden der Elektroden kegelige Halteringe für die Elektroden vor gesehen sind, die unter Zwischenlage von elektrisch isolierendem Dichtungsmaterial übereinandergeschoben sind. UNTERANSPRüCHE 1. Wasserzersetzer nach Patentanspruch; dadurch gekennzeichnet, dass er für Hochdruckbetrieb eingerichtet ist 2. Wasserzersetzer nach Patentanspruch.

   dadurch gekennzeichnet, dass die beider seitigen Auflageflächen der Halteringe als Kegelstumpfmäntel von gleicher Höhe und Neigung ausgebildet sind und der innerste Haltering auf einen zentra len Führungskörper aufgesetzt ist. 3. Wasserzersetzer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Nei gung der 21lantelflächen der Halteringe so bemessen ist, dass bei übereinander geschobenen Ringen Selbsthemmung gegen Abgleiten eintritt.

   4. Wasserzersetzer nach Patentansprucb, dadurch gekennzeichnet, dass an den bei den Enden der Elektroden kegelige Halteringe befestigt sind.

   5. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Rich tung auf die Elektroden zu die Durch messer der einen Gruppe von Halterin gen zunehmen und diejenigen der andern Gruppe von Halteringen abnehmen. 6. Wasserzersetzer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an dem äussersten Haltering eine Anpress- und Haltevorrichtung angreift. <B>7</B>. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zentra ler Führungskörper und die Halte- und Anpressvorrichtung zur Stromzuführung verwendet sind.

   $. Wasserzersetzer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Elektroden eine einem Dehnungs stück ähnliche Ausbildung haben. 9. Wasserzersetzer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass von einem als Elektrolytverteilungsraum ausgebil deten zentralen Führungskörper aus mehrere durch Aussparungen in den Halteringen und in. den Diaphragmen- enden gebildete radiale Wasserzufüh- rungskanäle von solcher Ausbildung ab zweigen, dass alle Elektrodenräume an nähernd gleichmässig durchspült werden.

   10. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Durch brechungen in den untern Halteringen der Elektroden ausgebildet sind. 11. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 1.0. dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Durchbrechungen gebildeten Kanäle mittelst in den Halteringen der Elektro den vorgesehener Schlitzen mit den zuge hörig enElektrodenräumenverbunden sind.

   12. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere getrennte Kanäle vorgesehen sind, die jeweils eine Gruppe von einander benaoh- harten Elektrodenräumen mit Wasser speisen. 13. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Strö mungsquerschnitt der Kanäle verschie den gross ist, so dass diejenigen Kanäle, die zu den vom Elektrolytverteilungs- raum entfernter liegenden Elektroden räumen führen, den grössten Strömungs querschnitt haben.

   14. Wasserzersetzer nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte ringe getrennt von den Elektroden an geordnet sind und mit einem Vorsprung über den Rand der Elektroden hinweg greifen. 15. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem in- nern Ende der Halteringe eine sich gegen die Innenseite der Elektroden fläche legende Nase vorgesehen ist. 16. Wasserzersetzer nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine an der innern Seite der Halteringe vorgesehene Aussparung zur Führung des einen En des der Elektrode dient.