DE1471653A1 - Gasabscheider zur Verwendung im schwerelosen Raum - Google Patents
Gasabscheider zur Verwendung im schwerelosen RaumInfo
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Description
zur Eingabe vom 3, Juli I963 vA. Name d.Anin. United Aircraft Corporation,
400 Main Street, Üast Hartford, Conn., U.S.A.
Dr. Expl.
Die Erfindung bezieht sich auf Elektrolysezellen und insbesondere auf eine im schwerelosen Raum arbeitende Zelle.
In einem Schwerefeld werden die' in einem elektrolytischen Verfahren
anfallenden Gase unter dem Einfluß der Schwerkraft von den Elektroden weggeführt und lassen sich ohne weiteres von dem Elektrolyten
trennen. Dies gilt dann nicht, wenn keine Schwerkraft vorhanden ist, die bewirkt, daß die Gase an die Oberfläche des flüssigen Elektrolyten
aufsteigen.
Ein Merkmal der Erfindung liegt in einer Anordnung zum Abtrennen
der bei einem elektrolytischen Verfahren anfallenden Gasphase, wenn keine Schwerkraft vorhanden ist.
Ein anderes Merkmal liegt in einer in sich abgeschlossenen Vorrichtung,
die keine sich bewegenden mechanischen Teile benötigt und bei der der Elektrolyt, der durch das Medium verdünnt wird, das dem
elektrolytischen Vorgang ausgesetzt wird, durch die Elektrolysevorrichtung durchgeführt wird.
Ein Merkmal der Erfindung liegt in einer solchen Ausbildung der Vorrichtung, daß das Durchführen des Elektrolyten in der Vorrichtung
durch das Umwälzen die Elektrolyseprodukte von dem Elektrolyten trennt und ebenfalls die Gasphase von de« Elektroden abführt,
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damit ein wirkungsvoller Betrieb der Vorrichtung aufrecht erhalten
wird.
Andere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und
den Ansprüchen und aus der beiliegenden Zeichnung, die eine Ausführung
der Erfindung darstellt. Dabei ist:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Vorrichtung und
Fig. 2 eine Teilansicht auf eine Einzelheit, im wesentlichen entlang
der Schnittlinie 2 - 2 in Flg. 1.
Die Erfindung wird an einer Elektrolysezelle erläutert, die ein Hauptgehäuse 2 mit zwei darin angeordneten und aufeinander ausgerichteten
Gaskammern 4 und 6 enthält. Diese Kammern werden durch einen Mittelabschnitt 8 getrennt. Dieser enthält die beiden unter
gegenseitigem Abstand und auf beiden Seiten einer Membrane 14 liegenden Elektroden 10 und 12. Die Membrane 14 ist so angeordnet,
daß sie zentrisch zu der Elektrolysekammer 16 eine Trennwand bildet
und damit die Kammer in Kammerelemente unterteilt, wobei in
jedem Kammerelement eine der Elektroden angeordnet ist. Um eine Elektrolyse zu ermöglichen, ist die Membrane für Ionen durchläs-
* sig. Gegenüber den bei der Elektrolyse gebildeten Gasen ist sie
* jedoch undurchlässig.
> Die Elektrolysekammer 16 ist kreisförmig und kann im wesentlichen
>
* den gleichen Durchmesser wie die Kammern 4 und€ aufweisen. Sie ist
axial auf die Kammern 4 und 6 ausgerichtet und liegt zwischen diesen.
Querwände 18 urd 20 tragen die entsprechenden Elektroden 10
und 12 und bilden die inneren EndwMnde der Kammern 4 und 6. An die
Elektroden wird eine elektrische Spannung angelegt, wie es durch die Batterie 22 angedeutet wird. Elektrische Leitungen 24 führen
zu den entsprechenden Elektroden.
Bei dem Elektrolyten kann es sich um Wasser handeln, das in Sauerstoff
und Wasserstoff gespalten werden soll. Dieser Elektrolyt wird der Elektrolysekammer über die tangential angeordneten Einlaßöffnungen
26 und 28 zugeführt. Diese Einlaßöffnungen sind auf beiden Seiten der Membrane 14 angeordnet, so daß sich der Elektrolyt auf
deren beiden Seiten befindet. Wird bei mit dem Eüektrolyten angefüllter
Elektrolysekammer eine Spannung an die Elektroden angelegt, bilden sich auf beiden Seiten der Membrane 14 Wasserstoff- und
Sauerstoffblasen in den betreffenden Abschnitten der Elektrolysekammer.
der Elektrolyt kontinuierlich weiter in die Kammer 16 eingepumpt wird, wird der Elektrolyt mit den von ihm mitgenommenen Gasblasen
über tangential angeordnete Auslaßöffnungen 30 in die Kammern 4 und
6 abgeleitet. Die Auslaßöffnungen 30 sind in Vorsprüngen 32 auf den
Trennwänden l8 und 20 vorgesehen. Die von den tangential angeordneten Auslaßkanälen 30 abgegebene Mischung aus Elektrolyt und Gas wirbelt
in den zylindrischen Kammern 4 und 6 um und bildet dabei einen zylinderförmigen Flüssigkeitsmantel. Hierdurch wird eine Zentrifugalwirkung
erzeugt, auf h» Grund derer die in dem Elektrolyten mitgenommenen
Gase sich in Richtung auf die Achsen der Kammern 4 und 6 bewegen. Die Querschnitte der Einlasse 26 und 28 und der Auslässe
30 sind so ausgebildet, daß die gewünschte Stärke der Strömung in die und aus den Elementen der Elektrolysekammer eine optimale Ausbeute
der Elektrolyse gewährleistet.
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Die Kammern 4 und 6 können tangential ausgerichtete Einlasse j54 und
^6 auf v/eisen, die zur Erzeugung der notwendigen Zentrifugal wirkung
einen PlUssigkeitskörper mit einer Wirbelbewegung ergeben. Beim Ansammeln
des Elektrolyten in den Kanimern 4 und 6 wird Flüssigkeit
über die Auslaiiöffnungen 38 und 40 abgenommen. Diese Auslaßüffnungen
sind an den von der Elektrolysekarnmer abgelegenen Enden der Kammern
4 und 6 angeordnet und von dem Hauptteil der Kammern k und 6
vorzugsweise durch Prallplatten 42 und 44 abgetrennt, so daß keine ! Flüssigkeit die Auslässe JQ und 40 erreicht,~ bevor sich die von ihr
mitgenommenen Gase von ihr abgeschieden haben. Die bei der Elektrolyse entstehenden Gase werden durch die Auslässe 46 und h'o abgeführt,
die mit den Kammern 4 und 6 an den Kamrnerachsen in Verbindung stehen und vorzugsweise auch an den von der Elektrolysekanimer
16 abgelegenen Enden der Kammern 4 und 6 angeordnet sind.
Es ist offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf die hier erläuterte
und beschriebene spezielle Ausbildung beschränkt ist, sondern daß sie auch auf andere VIeise ohne Abweichung von dem in den folgenden
Ansprüchen festgelegten V/esen der Erfindung angewendet v/erden
kann.
Claims (6)
1. Elektrolysezellen-Anordnung zum Trennen der Gase vom Elektrolyten während eines elektrolytischen Verfahrens, dadurch gekennzeichnet,
daß das Zellengehause (2) eine Elektrolysekammer (16) aufweist, die durch Trennwände (18, 20) von zylindrischen Gastrennkarnmern
(4, 6) abgetrennt ist, die auf jeder Seite angeordnet sind, eine Membrane (14) vorgesehen ist, die gegenüber Ionen durchlässig
und gegenüber den Gasen undurchlässig ist, und die Elektroden (10,
12) trennt, öffnungen (26, 28) zum Einführen des Elektrolyten in
die Elektrolysekamrner (16) auf beiden Seiten der Membrane (14) angeordnet sind und öffnungen (30) in den Trennwänden (18, 20), um
den Elektrolyten und die mitgenommenen Gase tangential in die Gastrennkamnierri
(4, 6) abzuleiten.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Jede Trennkarnrner (4, 6) einen Gasauslaß (46, 48) im Bereich ihrer
Achse aufweist«
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Trennkammer (4, 6) einen Elektrolytauslaß (38, 40) an ihrem
Ui.ifang auf v/eist.
4. Anordnung nach irgendeinem der Ansprüche 1-5, dadurch
gekennzeichnet, daß die öffnungen (26, 28) zum Einführen des Elek-
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trolyten In die Elektrolysekammer (ΐβ) tangential ausgerichtet sind.
5· Anordnung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Trennkammern (4, 6) tangential angeordnete
Umfangseinlässe (j50) aufweisen, um die Flüssigkeit derart einzuführen, daß sich in den Trennkammern (4, 6) ein umwirbelnder Flüssigkeitskörper
bildet.
6. Anordnung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5* dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektrolytauslässe (3&, ^0) am axialen
Außenende jeder Kammer (4, 6) angeordnet sind und daß je eine Platte
(42, 44) an diesem Ende mit einem Zwischenraum an ihrem Umfang angeordnet ist, so daß zwisehen dem Hauptabschnitt der jeweiligen
Kammer (4, 6) und den Elektrolytauslässen (58, 40) ein Schild gebildet
wird.
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