CN1144544A - 电解装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于一个电解装置的压力容器，该容器有一个外壳和在所述圆筒形外壳上的经焊接的平面端板。压力容器的圆筒形形态连同平面端板提供了一种用于同心圆筒形电极的壳体的方便的装置，用于通过电解生成具有混和形式的氢和氧，而所述压力容器能够经受住在容器内氢氧混和物的点火。本发明还提供一种气体干燥装置，该装置在一膨胀室内使用一种人造棉，例如不锈钢棉，一方面干燥气体，另外还用作一火焰挡板。

Description

电解装置

发明背景

(i)发明的领域

本发明涉及电解装置的制备，尤其有关虽不是唯一必需地适用于焊接的电解装置。

(ii)已有技术的说明

已制成的传统的电解装置用于从水中制取氢和氧。这种氢氧产物的一种用途是应用在焊接设备上以代替传统的用于气焊的氧乙炔混和物。氢氧的许多其它应用对熟悉本技术的人来说将是显而易见的。然而，基于将水水解成氢和氧的焊接设备的制备可能有一些特别的问题。

现在的已有技术的水解设备包括数个蹄铁形室以及数个电解室，这些电解室采用在一基本呈矩形的电解室内的多块电极板和在所述电极板之间的多块隔膜片，以使氢和氧在电解室内分开。这种隔膜片通常包括在相邻电极板之间的丝织布、聚酯织布或多种其它塑料薄膜，所述电极板可使电荷从一块板传向另块板，都可阻止在溶液内气泡的自由流动。

这种电解室的使用可使氢和氧从它们生成瞬间分开，并且氢和氧在焊机或类似装置的头部上必需结合之前一直被保持在遍布于装置的分开导管内。

使用这种技术在采用不可渗透的膜片时涉及复杂的制造，与其它结构相比需要有更高级的维护保养以及有效的气体生成量也较少。尤其是，在一个电解室内采用数个同心圆筒形电极可以获得更有效的气体生成，然而，在提供可避免于电解室内生成氢和氧混和气体的不可渗透的隔膜片或其它隔片时存在着制造方面的一些困难。

从同心的圆筒形电极上产生的气体可以以在被生成时其混和的形式使用或以后被分成氢和氧的成分。在任何一种情况时，要在电解室本身内部避免氢和氧混和气体生成是困难的。因此，必需结合一种一旦故障使在电解室内发生着火就可防止易挥发的氢和氧混和物在室内爆炸的合适的安全装置。

这种焊接装置所遇到的另一问题在于，通过水解过程生成氢和氧可使一些饱和水蒸汽留在气体发生室内。这通常可以是容积的百分之三的值，而在电焊机要求燃烧的情况时饱和水蒸汽可以具有使火焰温度从3000℃降低到2500℃的作用。在已生成气体内的饱和水蒸汽还产生其它的问题，例如凝结在网状结构系统内和对安全装置的腐蚀。

(iii)本发明目的

因此，本发明的目的是提供一种用于容纳电解室的容器，这种容器可克服已有技术的许多缺点和提供迄今人们未知的一些优点。本发明的另一目的是至少为公众提供一种有用的选择。

此外，本发明至少一方面的一个目的是提供一种气体干燥装置，这种装置可以克服已有技术的许多缺点和提供迄今人们未知的一些优点。本发明的另一目的是为公众提供一种有用的选择。

(iv)发明概述

因此，在第一方面，本发明可以被概括地说成是在于提供一个用于电解装置的容器，其中所述容器是一个压力容器，它含有多个被绝缘件间分开的同心的圆筒形电极和设在所述同心圆筒体一端上的至少一块端板以及包括可允许流体和气体在所述圆筒体之间流动的一个装置；而所述压力容器包括一圆筒形的外壳，所述外壳具有被连接在所述圆筒形外壳相对端上或与所述相对端相邻地被连接的两块横向的平面端板。

在另一方面，本发明可以被概括地说成是提供一种气体干燥装置，所述气体干燥装置包括一干燥室和一进入所述干燥室内的进给阀，其中所述干燥室的横截面大于一个所述值的孔，并且所述干燥室还包括一个被绞成的冷凝表面，该表面允许气体通过所述表面的各股之间的孔，而所述表面的绞合股提供了用于水蒸汽冷凝的表面积。

本发明的应被认为是新颖的其它方面而通过下面的说明将变得更明显。

(v)附图的简要说明

现将参照下面的附图来说明本发明，这些附图中：

图1是通过这种装置一实施例的压力容器的剖视图；

图2是图1的压力容器的俯视图；

图3是通过图2的剖切线D-D的剖视图，为清楚起见图中省略了电极圆筒体；

图4是显示图3的细节A的部分剖视图；

图5是图2的细节B的部分剖视图；和

图6是通过本发明另一实施例的气体干燥装置的剖视图。

(vi)较佳实施例的详细说明

现参照这些附图，本发明的一方面包括一个压力容器1，所述压力容器含有一具有一系列互相套入的同心圆筒体2的形式的电解装置。所述圆筒体2起着在电解室内的电极的作用，而一种电解质，例如氢氧化钾，可以用于与所述圆筒体结合在一起。最里面的圆筒体3和最外面的圆筒体4可以起用于装置的外部电极的作用。如在图1中可以看到的那样，所述内筒体3通过连接螺栓6与压力容器的外侧相连接以为该电极提供带有在压力筒体外部的一个连接点。

当这种型式的电解装置用于生成氢和氧以接着供在焊接装置或类似装置内燃烧时，就必须安装安全装置以确保电解装置不会由于在电解室本身内部的点火而爆炸。在大多数形式中，这可以通过提供多个安全装置来防止在电解室内的点火。在本发明的型式的装置中，这可能是难于实现或很昂贵的。本发明基于一种不同的，甚至相反的解决所述问题的方法。这种方法是要防止产生任何损坏的故障点火而不是防止点火本身发生。因此，本发明试图提供这样一种压力容器，这种压力容器可以安全地控制它本身内部点火。为此目的，压力容器1要设计得可承受大约1000磅/平方英寸表压的内部压力，尽管容器本身的正常工作压力仅仅约为20至40磅/平方英寸而最大的工作压力为50磅/平方英寸表压。被设计得可满足英国标准5500的一个压力容器是合适的。

为了使电解室有效地工作，所述的同心圆筒体应通过绝缘件等间距分开并在电极7和8上设置端盖，所述端盖支承着电极并阻止流体从在相邻圆筒体间的各室流向除了直接相邻室之外的任何室。这可以通过在一个端盖8内提供通道和挡板而予以设置以提供遍布整个装置的最大的流动路径并防止在不相邻室之间流动的短路循环。

为了提供这样一种布置，就必需提供一个外压力容器1，这个压力容器设置与在传统的压力容器上的常用的拱形两端相对的横向平端板。这两个端板11和12可以分别与压力容器1的外壳4的两端13和14相邻地安装。

为了适应在压力容器1内接着点火可能产生的压力，外壳4可以用管壁厚度系列20号的钢管制成，而端板11和12用锅炉钢板，例如25毫米厚或最好具有至少大于20毫米的厚度的锅炉板制成。

如图2和3中所示，所述压力容器还必须提供用于进入压力容器本身内部的进口和出口的注入口16和其它的插口17。这些注入口和插口还必须适应由在容器内部点火所施加的压力以保证在这样一种情形时插口本身不会分开。

现详细地参看图4，端板，例如端板12可以被设置在与端部14相邻的外壳4的边缘内。可以提供一个经焊接的连接件18以将端板14连接到压力筒体1的壁4上。已发现接近端板12深度一半的焊接，即使在压力容器内点火时也可以保持筒壁14和端板12之间的连接而满意地工作。

现请参照图5，适合压力容器充气的重载型插口还可以围绕插口16的整个圆周设置经焊接的连接件19以提供在插口16与压力容器1的壁4之间的牢固连接。

在所述电解室内，被用的一种电解质的氢氧化钾是腐蚀剂，而为避免损坏钢制零件，可以完全采用镀镍钢。或者，一些特种牌号的不锈钢也可适合。采用镀镍钢不但可以阻止被氢氧化钾腐蚀，而且还增加了导电能力。

在所述室内的绝缘零件或在用在室内或与室结合的其它非金属零件可以用高分子量的聚乙烯，而更理想是用超高分子量的聚乙烯或尼龙11制成。

这种型式的一个同心的室能够具有高效率的气体生成。在按本发明制作的一个典型的室上，34伏和250安培的电输入理论上可以获得每小时4立方米的气体生成量。这是在一个特定的板区域上得到的，而其它区域要限制测定室的理论产量。事实上，一个每小时3.6立方米的实际产量已是可能的。

气体发生的这样一个例子可以在一个相同室上重复进行并且可以发现200安培的输入电流可提供一个每小时3.2立方米的理论产量和每小时2.88立方米的实际产量。

这样就可以看到，由具有这种布置的室获得的实际产量可以超过按板面积计算的理论气体生产量的百分之九十。

在本发明的另一方面，提供有一种如图6中所示的气体干燥装置。

由水解产生的氢氧混和物通过一供给管或类似件21由一进给阀或喷咀22供向干燥室23。通过设在对着极大的室23的阀22和出口上的小孔使气体用很高的速度增量便可以使包含在气流中的许多的水蒸汽冷凝。

此外，干燥室23可以在离它的进口22和出口25的中间含有经绞的冷凝表面24。这个经绞的冷凝表面24可以提供进一步冷却和重的水分子收集其上的一个表面由此当气体通过室23时对气体提供进一步的干燥。

所述经绞的冷凝面24可以是一种纤维人造棉，而一种不锈钢棉被发现是尤其地合适。在其它的一些优点中，所述不锈钢棉晨气流中可不腐蚀并提供一种如同一个附加安全点的一种火焰挡板的功能。被收集在于燥室23内的冷凝液可以通过排出管26被排向一个传统的水收集箱270这样收集到的水然后可以通过出水管28回到装置的剩下部分供进一步电解。

为与电解室本身相协调，所述干燥室23可以包括按英国标准5500制作的一个压力容器以适应在容器内的气体点火。在此例中，所述压力容器23可以具有包括一个末端为拱顶的压力容器在内的任何方便的形状。

这样可以看出，本发明提供了一种用于电解装置壳体的压力容器，这种压力容器可符合英国标准5500、并适应在压力容器内的潜在点火，同时对压力容器提供横向平面端部以容易地容纳作为室装置一部分布置的同心的圆筒体。

此外，本发明提供了一种可从形成的气流中去除水蒸汽的气体干燥装置以便在其预定的较理想的使用如一个焊接装置中改善装置的工作。

在前述的说明中，虽然它参照具有大家所知等同物的本发明的具体的零件或整体件进行了描述，然而当如果一个个单独地提出时这些等同物都应包括在本发明内。

虽然已通过举例并参照本发明的可能的实施例对本发明进行了说明，但应理解到，在不违背如在所附权利要求书中所确定的本发明的范围和精神的情况下还可以对这些实施例作出一些修改或改进。

Claims (12)

1.一种用于电解装置的容器，其特征在于，所述容器是一个压力容器，它包含多个被绝缘件间分开的同心的圆筒形电极和设在所述同心圆筒体的一端上的至少一个端板并且包括可允许流体和气体在所述圆筒之间流动的数个孔；所述的压力容器包括一个圆筒形外壳，它具有连接在所述圆筒形外壳的相对端上或相邻所述相对端连接的横向平端板。

2.如权利要求1所述的用于电解装置的压力容器，其特征在于，所述圆筒形外壳和端板是用钢制成。

3.如权利要求2所述的用于电解装置的压力容器，其特征在于，所述的端板被轻轻地定位在所述外壳内并被焊接成与所述外壳连接。

4.如权利要求3所述的用于电解装置的压力容器，其特征在于，所述圆筒形外壳包括一段管壁厚系列20号的钢管。

5.如权利要求4所述的用于电解装置的压力容器，其特征在于，所述端板由具有大于或等于20毫米的厚度的钢板组成。

6.如权利要求5所述的用于电解装置的压力容器，其特征在于，所述端板于其基本一半厚度的深度处被焊接到所述的外壳上。

7.一种含有一干燥室的气体干燥装置；一进给阀进入所述的干燥室内，其特征在于，所述干燥室具有大于所述阀孔的横截面，所述干燥室还包括一个经绞的冷凝表面，该表面可允许气体通过在所述表面绞股间孔，所述表面的绞股提供用于冷凝水蒸汽的一个表面区域。

8.如权利要求7所述的气体干燥装置，其特征在于，所述经绞的冷凝表面由一种纤维人造棉组成。

9.如权利要求8所述的气体干燥装置，其特征在于，所述的人造棉由不锈钢棉组成。

10.如权利要求7所述的气体干燥装置，其特征在于，所述经绞的冷凝表面附加地起着一种火焰挡板的作用。

11.一种用于电解的压力容器，其特征在于，它基本上如参照附图所作的前述说明那样。

12.一种气体干燥装置，其特征在于，它基本上如参照附图所作的前述说明那样。

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