Elektrolytischer Wasserzersetzungsapparat. Elektrolytische Wasserzersetzungsapparate sind in zwei verschiedenen Ausführungs formen bekannt. Die einen arbeiten nach ciem Glockensvsteni und die andern nach dein Filterpresscnsystem. Für grosse Energieauf nahmen und Strombelastungen bis, zu 30,000 Amperen sind die bekannten Was:
serzerset- zungsapparate nicht geeignet, weii die Glok- kenapparate dann zu grosse Ausmasse und Gewichte erhalten müssen, die Herstellung der Filterpressenapparate dagegen technisch i;herhaupt nicht oder doch nur unter grossen Schwierigkeiten möglich ist. Man kann sich allerdings durch Parallelschaltung mehrerer kleiner Einheiten helfen.
Dann erhöhen sich aber die erforderlichen Bodenflächen für die Aufstellung der Apparate, sowie die Kosten für die Gebäude und das Zubehör, wie Rohr leitungen, elektrische Anschlüsse und der gleichen. Viele kleine Einheiten arbeiten be züglich der Gaserzeugung überhaupt unwirt schaftlicher als ein grosser Apparat von der gleichen Leistung. Gegenstand der Erfindung ist ein elektro- lytisclier M'a,serzersetzungsapparat, bei wel chem die erwähnten Missstände nicht auf treten. Bei demselben wird mindestens die eine Elektrode mit einem Diaphra.gm.ensack bedeckt.
Die Verwendung von Diaphraämens.äcken ist allerdings an sich bekannt. Bei den be kannten Einrichtungen sind die Säcke jedoch mit den Glocken fest verbunden. Diese feste Verbindung ist einerseits sehr schwer herzu stellen und anderseits unzuverlässig. Die Diaphra.-men müssen auf der ganzen Längs kante der Elektroden bezw. der Glocken möglichst gasdicht abgedichtet werden.
Eine ilei@artige Arbeit ist, wie ohne weiteres er- si(-litlicli sein dürfte, nur unter grossen Schwierigkeiten und mit grossem Geschick durchzuführen. Die Festigkeit der Asbest tücher leidet im anv;esäuerten Wasser, so dass die Diaphragmen erfahrungsgemäss an ihrer ssefest.i"nii-sstelle :ehr oft und sehr leicht reissen.
Demgegenüber wird gemäss vorliegender Erfindung der Diaphragmensack lose auf die zugehörige Elektrode gelegt. Dadurch fällt jede Befestigung zwischen Diaphragma und Elektrode bezw. Glocke fort, und es treten die durch eine derartige Befestigung beding ten Missstände nicht auf.
Die Elektroden können am obern Rande hohle, mit Durchtrittsöffnungen für das Gas versehene Längswulste als Auflager für Diaphragmensäcke und in der Nähe der Stromzuführung je einen die Diaphra@gmen- säcke durchsetzenden Gasaustrittstutzen er halten. Auf jedem Diaphragmensack kann eine Längskappe, welche bis zum Gasau@- trittstutzen der zugehörigen Elektrode reicht und diese am andern Ende umfasst, liegen.
Aufgefangen können die Gase von einer Tauchglocke mit einem mittleren Abteil für die Mischgase und zwei seitlichen Abteilun gen für die Reingase werden.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in einem Ausführungsbeispiel als elektrolytischer Wasserzersetzungsapparat dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 den Längsschnitt nach A-B der Fig. 2, und Fig. 2 den Querschnitt nach C-D der Fig. 1.
Die Elektroden 1, von denen abwechselnd die eine eine Anode, die andere eine Kathode ist, bestehen aus Eisenblech, welches am obern Rande zu einem Ringwulst 2 umge- bördelt ist. Der Hohlraum eines jeden Ring wulstes steht durch eine Reihe seitlicher Öff nungen 3 und, in der Nähe der zugehörigen Stromzuführung, durch einen senkrechten Stutzen 4 mit dem Aussenraum in Verbin dung. Am einen Ende ist jede Elektrode mil- der Stromzuführung; 5 durch Schweissuni- oder dergleichen leitend verbunden.
An zwei einander gegenüberliegenden Wänden des, den Elektrolyten enthaltenden Behälters 6 befindet. sich je eine Konsole 7 aus Winkel eisen, auf welche unter 7k=ischenschaltung einer Isolierschiene 11 die Elektroden mit ihren Stromzuführungen ruhen. Die freien Enden der Elektroden werden durch auf dem Boden des Behälters befindliche 1sölierkör- per 8 gestützt. Die Elektroden sind derart angeordnet, dass die Anoden an der einen und die Kathoden an der andern Seite je eine Stromzuführung 5 besitzen.
Lber jede Elektrode ist lose ein aus zw eckentsprechendem Material, zum Beispiel Asbesttuch, bestehender und von dem Stut zen 4, sowie der Stromzuführung durch brochener Diaphragmensack 9 gehängt, der die Elektrode vollständig umschliesst und nur unten offen ist. Auf dem Wulst 2 jeder Elektrode liegt unter Zwischenschaltung des Diaphragmensackes 9 als Isoliermittel' lose eine Längskappe 10, welche am einen Ende bis zum Stutzen 4 reicht und mit dem an dern geschlossenen Ende die Elektrode nebst Sack umfasst. Zwischen Wulst und Kappe kann ausserdem noch ein anderes Isolier mittel eingeschaltet sein.
Die Kappen reichen über die Öffnungen 3 der Wulste 2 hinaus in die Tiefe. Abgeschlossen wird der Ap parat oben durch eine Tauchglocke 12, wel che durch zwei Wände 13, 14 in eine mitt lere Kammer F und zwei seitliche Kammern <I>G, H</I> unterteilt ist. In die Kammer G mün den die Stutzen 4 der Kathoden und in die Kammer H die Stutzen der Anoden. Jede Kammer ist mit einem Austrittstutzen 15,16 bezw. 17 versehen. Die Stromzuführungen 5 treten zwischen den Seitenwänden der Glocke und den Behälterwänden ins Freie; sie tra- zen Isolierschienen 18, auf denen die Glocke ruht.
Die entwickelten Gase steigen zwischen den Elektroden und den zugehörigen Dia phragmasäcken empor bis zu den Wulsten\? und gelangen durch die Öffnungen 3 in deren Innenraum, aus dem sie durch die Stutzen 4 in den Raum G bezw. H der Tauchglocke 19 eintreten. Von diesen werden die Gase durch die Stutzen 15, 17 dem Rohrleitungsnetz der Anlage zugeführt.
Die CTa,;ze, welche au den Aussenwandungen der ZI'nlste \? abge stossen werden und etwa durch die Dia phragmen nach aussen diffundieren, werden durch die Blechkappen 10 abgefangen und ebenfalls den Glockenhanimerii G bezw. Il zugeführt. Die trotzdem etwa entstehenden und zwischen zwei Kappen<B>10</B> hindurch- gehenden Mischgase sammeln sich im Glok- kenraum F und treten durch den Stutzen<B>16</B> ins Freie.
Legt man nur Wert auf die gesicherte Reindarstelluil- des einen Gases, so kann man an Diapliraginenma.terial sparen. So wird man zum Beispiel in Fettliiirtun",sfaliriken, -o das Wasscrstoff-as das eigentliche Be triebsgas und der nur teilweise verwertbare Sauerstoff Abgas ist.
nur die Kathoden mit Dlaphragmensiickeri umgebeil und die Anoden nach Fortnahme der zugehörilgen Diaplira- r;mensäelie und Blechkappen t'rei gasen las sen. Dann sammelt sich (las aufsteigende Wasserstoffgas durch Ableitung, aus den Wulsten 2 in der Kammer H.
In der Nani- mer F sammeln sich bü@chgase. Aus dieser Kammer entweicht das Wasserstoffgas durch den Stutzen 17 zur Verwendungsstelle. Die frei gasenden Anoden brauchen überhaupt keine Wulste 2.
Das Freigasen der einen Elektrode ist naturgemäss unzulässig, wenn man beide Gase, so zum Beispiel da., Sauerstoffgas und das Wasserstoffgas, in der ganzen anfallen den Menge verwerten und die Bildung ex plosiver Gasmischungen unter allen Umstün- den ausschliessen will. Dann müssen sowohl die Anoden, als auch die Kathoden unter Einschaltung des erwähnten Gasmisehraumes mit Diaphragmensäcken eingehüllt werden.
Die Breite der Zuleitungen 5 ist gleich dem doppelten Elektrodenabstand, so dass sie beim Zusammenbau aneinander stossen und eine Zirkulation des Elektrolotes zwischen den einzelnen Zuleitungen nicht eintritt.
Die Zuleitungen sind zwischen den bei den den -amen Behälter durchquerenden Hartg2immischienen 11, 18 eingeklemmt. Daher ist eine Zirkulation des Elektrolotes von dem zwischen Tauchglocke und Behälter wand befindlichen Raum zum übrigen Teil des Behälters ebenfalls fast vollständig ver hindert. Ein Mitgasen der voll den Hart- gummischienen nach oben ragenden Teile (]er Zuleitungen tritt nicht ein.
Die untern Enden der Zuleitungen und deren Durch- bruclisstellen durch die Diaphragmensäche liegen unterhalb der Tauchglocke, so dass (las durch das Mitgasen dieser Teile entstehende Gas der Tauehglocke zugeführt wird.
Die beiden Sackwände haben einen dem Elektrodenwulst entsprechenden Abstand voneinander, so dass der Elektrolyt hin reichend zirkulieren kann. Die Elektroden sind in einem derartigen Abstand vonein- aAider a.ilgeordnet, da.ss zwischen den einzel- li.en Blechhappen ein schmaler Spalt ver bleibt.
Infolgedessen tritt das aus etwaigen undichten Stellen des einen Diaphragmen- Iaelies entweichende CTas nicht in den be- r:aehbarten Sack: über. Das etwa. austretende Gasgemisch gelangt vielmehr in den Zwi- selienra.um zwischen den Diaphragmensäelien und durch den Spalt zwischen den Blech lappen -,in die Oberfläche des Elektrolotes.
Die Grasaustrittstutzen der Elektroden- -%t-ulste können durch Austrittlöcher ersetzt werden. In diesem Falle erhalten dann die Kappen Gasaustrittstutzen.
Electrolytic water decomposition apparatus. Electrolytic water decomposition apparatus are known in two different forms of execution. Some work according to a bell valve and the other according to your filter press system. For large energy consumption and current loads of up to 30,000 amperes, the well-known things are:
Decomposition apparatus is not suitable because the bell apparatus must then be too large and heavy, whereas the manufacture of the filter press apparatus is technically impossible at all or only with great difficulty. However, you can help yourself by connecting several small units in parallel.
But then the required floor space for the installation of the devices, as well as the costs for the building and accessories, such as pipelines, electrical connections and the like increase. With regard to gas generation, many small units are generally more inefficient than a large apparatus of the same capacity. The subject of the invention is an electrolytic M'a, serzersetzungapparat in which chem the abuses mentioned do not occur. At least one electrode is covered with a diaphragm bag.
The use of Diaphraämens.äcken is known per se. In the known facilities, however, the bags are firmly connected to the bells. This fixed connection is on the one hand very difficult to establish and on the other hand unreliable. The Diaphra.-men must bezw on the entire longitudinal edge of the electrodes. the bells are sealed as gas-tight as possible.
A ilei @ -like work is, as it should be possible without further ado, only to be carried out with great difficulty and with great skill. The strength of the asbestos cloths suffers in acidified water, so that the diaphragms, experience has shown, are firm. i "nii-sstelle: very often and very easily tear.
In contrast, according to the present invention, the diaphragm bag is placed loosely on the associated electrode. As a result, any attachment between the diaphragm and electrode falls respectively. Bell away, and the grievances caused by such a fastening do not occur.
On the upper edge, the electrodes can have hollow longitudinal beads provided with passage openings for the gas as supports for diaphragm bags and in the vicinity of the power supply each have a gas outlet pipe penetrating the diaphragm bags. A longitudinal cap, which extends as far as the gas outlet nozzle of the associated electrode and surrounds it at the other end, can lie on each diaphragm bag.
The gases can be collected by a diving bell with a middle compartment for the mixed gases and two side compartments for the clean gases.
In the drawing, the subject of the invention is shown in one embodiment as an electrolytic water decomposition apparatus. It shows: FIG. 1 the longitudinal section along A-B of FIG. 2, and FIG. 2 the cross section along C-D of FIG.
The electrodes 1, one of which is alternately an anode and the other a cathode, consist of sheet iron, which is crimped at the upper edge to form an annular bead 2. The cavity of each ring bead is through a number of lateral openings Publ 3 and, in the vicinity of the associated power supply, through a vertical connector 4 with the outside space in connec tion. Each electrode is at one end with a mild power supply; 5 conductively connected by welding university or the like.
Located on two opposite walls of the container 6 containing the electrolyte. each a console 7 made of angle iron on which the electrodes rest with their power supply lines under 7k = ischenschaltung an insulating rail 11. The free ends of the electrodes are supported by insulating bodies 8 located on the bottom of the container. The electrodes are arranged such that the anodes on one side and the cathodes on the other side each have a power supply 5.
A material corresponding to purpose, for example asbestos cloth, is loosely above each electrode and is suspended from the support 4 and the power supply through a broken diaphragm bag 9, which completely surrounds the electrode and is only open at the bottom. On the bead 2 of each electrode, with the interposition of the diaphragm bag 9 as an insulating means, there is loosely a longitudinal cap 10, which extends at one end to the connector 4 and with the end closed at the other end encompasses the electrode and bag. Another insulating medium can also be switched on between the bead and the cap.
The caps extend beyond the openings 3 of the beads 2 in depth. The device is closed at the top by a diving bell 12, which is divided by two walls 13, 14 into a central chamber F and two lateral chambers <I> G, H </I>. In the chamber G open the nozzle 4 of the cathodes and in the chamber H the nozzle of the anodes. Each chamber is respectively with an outlet nozzle 15,16. 17 provided. The power supply lines 5 enter the open air between the side walls of the bell and the container walls; they carry insulating rails 18 on which the bell rests.
The evolved gases rise between the electrodes and the associated diaphragm bags up to the bulges \? and pass through the openings 3 in the interior, from which they respectively through the nozzle 4 into the space G. H of the diving bell 19 enter. From these, the gases are fed through the nozzles 15, 17 to the system's pipeline network.
The CTa,; ze, which on the outer walls of the ZI'nlste \? be pushed ab and diffuse about through the diaphragm to the outside, are intercepted by the sheet metal caps 10 and also the Glockenhanimerii G respectively. Il fed. The mixed gases which nevertheless arise and pass between two caps <B> 10 </B> collect in the bell space F and emerge through the connector <B> 16 </B> into the open.
If one only attaches importance to the secured pure representation of a gas, one can save on slide transparency material. For example, in Fettliirtun ", sfaliriken, -o the hydrogen is the actual operating gas and the only partially usable oxygen is exhaust gas.
only surround the cathodes with diaphragmatic seepage and let the anodes gas free after removing the associated diaplir, mensaelie and sheet metal caps. Then (read ascending hydrogen gas by discharge, collects from the beads 2 in the chamber H.
Book gases collect in Nanimer F. The hydrogen gas escapes from this chamber through the nozzle 17 to the point of use. The freely gassing anodes do not need any beads at all 2.
The release of one electrode is naturally inadmissible if both gases, for example there, oxygen gas and hydrogen gas, are to be utilized in their entirety and the formation of explosive gas mixtures is to be excluded under all circumstances. Then both the anodes and the cathodes have to be enveloped with diaphragm bags with the inclusion of the aforementioned gas mixture space.
The width of the leads 5 is equal to twice the electrode spacing, so that they come into contact with one another during assembly and the electrical solder does not circulate between the individual leads.
The supply lines are clamped between the hard rubber rails 11, 18 which pass through the containers. Therefore, circulation of the electric solder from the space between the diving bell and the container wall to the remaining part of the container is also almost completely prevented. Gasing of the parts (] of the supply lines that fully protrude upward from the hard rubber rails does not occur.
The lower ends of the supply lines and their breakthrough points through the diaphragm surface are below the diving bell, so that the gas produced by the gassing of these parts is fed to the dipping bell.
The two bag walls have a distance from one another corresponding to the electrode bead, so that the electrolyte can circulate sufficiently. The electrodes are arranged at such a distance from one another that a narrow gap remains between the individual pieces of sheet metal.
As a result, the CTa escaping from any leaks in one of the diaphragms does not pass into the open sack. About that. The escaping gas mixture gets into the space between the diaphragm columns and through the gap between the sheet metal lobes - into the surface of the electric solder.
The grass outlet nozzle of the electrode -% t-ulste can be replaced by outlet holes. In this case, the caps are provided with gas outlet nozzles.