DE1614182C

DE1614182C - Electrolytic cell with at least one rectifying electrode

Info

Publication number: DE1614182C
Authority: DE
Inventors: Kenji Nagasaki Ueda (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication date: 1972-12-14

Description

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Überzuges mit einer Wechselstromquelle arbeiten zu F i g. 1 eine Vorderansicht einer AusführungsformCoating with an AC power source work at F i g. 1 is a front view of an embodiment

können (USA.-Patentschrift 2 955 999 und deutsche einer mehrschichtigen, für eine elektrolytische Zellecan (USA.-Patent 2 955 999 and German a multi-layer, for an electrolytic cell

Patentschrift 861 993). Die herkömmlichen Elektro- nach der Erfindung bestimmten Elektrode,Patent specification 861 993). The conventional electric electrode determined according to the invention,

den, bei denen der Gleichrichtereffekt solcher, bei- F i g. 2 einen Längsschnitt durch F i g. 1 längs derthose in which the rectifier effect is such, with- F i g. 2 shows a longitudinal section through FIG. 1 along the

spielsweise durch Elektrolyse gebildeter Überzüge 5 Linie 1I-II,For example, coatings formed by electrolysis 5 line 1I-II,

ausgenutzt wird, verlangen jedoch eine Behandlung F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine etwas ab-is exploited, however, require treatment F i g. 3 a longitudinal section through a somewhat

in einem besonderen Elektrolyten von spezieller gewandelte Ausführungsform einer mehrschichtigenin a special electrolyte of a special converted embodiment of a multilayer

Konzentration, um einen Überzug wie den vorge- Elektrode,Concentration to create a coating like the pre-Electrode,

nannten Oxydüberzug bilden zu können. Um der- F i g. 4 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einerto be able to form called oxide coating. To the- F i g. 4 shows a side view, partly in section, of a

artige Elektroden herstellen zu können, ist es daher io weiteren Ausführungsform einer derartigen Elektrode,To be able to produce like electrodes, it is therefore a further embodiment of such an electrode,

notwendig, das Elektrodenmetall in eine Gleich- Fig. 5 eine Draufsicht auf die Elektrode dernecessary, the electrode metal in a same Fig. 5 is a plan view of the electrode of the

richterzelle zu bringen, die einen solchen besonderen F i g. 4,to bring the judge's cell, which is such a special F i g. 4,

Elektrolyten enthält, der die spezielle Konzentration F i g. 6 schematisch in perspektivischer Darstellung aufweist und sich von dem Elektrolyten unterscheidet, eine aus mehreren mehrschichtigen Elektroden auffür den die Elektrode letztlich eingesetzt werden 15 gebaute elektrolytische Zelle,Contains electrolytes which have the special concentration F i g. 6 schematically in a perspective illustration and differs from the electrolyte, has one of several multilayer electrodes for which the electrode will ultimately be used 15 built electrolytic cell,

soll. Außerdem besitzen derartige Elektroden einen F i g. 7 einen Aufbau ähnlich F i g. 6, der gegenniedrigen Wirkungsgrad, weil der Widerstand des über F i g. 6 jedoch etwas abgewandelt ist,
zur Bildung des Oxydüberzuges über die Elektroden- F i g. 8 schematisch eine mit mehrschichtigen Elekfläche verwendeten Elektrolyten sehr hoch ist. Der- troden aufgebaute elektrolytische Anlage mit Vollartige bekannte'Gleichrichterelektroden sind schwierig 30 weggleichrichtung,
herzustellen und teuer in der Herstellung. Fig. 9a schematisch ein Schaltbild einer her-target. In addition, electrodes of this type have a fig. 7 shows a structure similar to FIG. 6, the opposite low efficiency because the resistance of the above F i g. 6 however is slightly modified,
to form the oxide coating over the electrode F i g. 8 schematically, an electrolyte used with a multilayer electrolyte is very high. Electrolytic system built up on the electrodes with full-type, known rectifier electrodes are difficult to rectify.
and expensive to manufacture. Fig. 9a schematically shows a circuit diagram of a her-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kömmlichen elektrolytischen Anlage, undThe invention is based on the object of a conventional electrolytic system, and

elektrolytische Zelle zu schaffen, die direkt mit F i g. 9 b schematisch ein Schaltbild einer elektro-to create an electrolytic cell that is directly linked to FIG. 9 b schematically shows a circuit diagram of an electrical

Wechselstrom zu betreiben ist, ohne daß die be- lytischen Zelle mit einer mehrschichtig ausgebildetenAlternating current can be operated without the lytic cell having a multilayered structure

kannten Gleichrichterelektroden eingesetzt werden »5 Elektrode gemäß der Erfindung,known rectifier electrodes are used »5 electrode according to the invention,

müssen, die einen niedrigen Wirkungsgrad besitzen. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Elektrode £must, which have a low efficiency. The electrode shown in Figs. 1 and 2 £

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, weist eine plattenartige Schicht 1 aus alkalibeständidaß die gleichrichtenden Elektroden aus einer gem, elektrisch leitendem, metallischem Werkstoff, alkalibeständigen, metallischen Schicht aus Eisen, eine plattenartige Schicht 2 aus einem Halbleiter-Kupfer oder Nickel, einer im Elektrolyten unlös- 30 werkstoff sowie eine plattenartige' Schicht 3 aus eleklichen Schicht aus Platin, Blei-Silber-Legierungen, trisch leitendem, im Elektrolyten unlöslichem, beimagnetischem Eisenoxid oder platinbeschichtetem spielsweise metallischem Werkstoff auf. Diese drei Titan und einer zwischen diesen Schichten ange- plattenartigen Schichten 1, 2, 3 sind über- bzw. ordneten Halbleiterschicht aus Selen, Silizium, Ger- nebeneinander angeordnet und von einer Einmanium oder Kupferoxid bestehen, wobei die Ver- 35 fassung 4 aus Isolierwerkstoff gehalten, die einen bindungsflächen der in elektrisch leitender Verbin- U-förmigen Querschnitt hat und eine wasserdichte dung miteinander stehenden Schichten gegen den Abdichtung für die Stoßstellen bzw. Verbindungs-Elektrolyten abgedichtet sind. flächen zwischen den drei Schichten bildet.The object is achieved according to the invention in that it has a plate-like layer 1 made of alkali-resistant material the rectifying electrodes made of a gem, electrically conductive, metallic material, alkali-resistant, metallic layer made of iron, a plate-like layer 2 made of a semiconductor copper or nickel, a material that is insoluble in the electrolyte and a plate-like layer 3 made of electrical Layer of platinum, lead-silver alloys, trically conductive, insoluble in the electrolyte, near magnetic Iron oxide or platinum-coated, for example, metallic material. These three Titanium and a plate-like layer 1, 2, 3 between these layers are overlaid or ordered semiconductor layer made of selenium, silicon, ger- arranged side by side and of a one-manium or copper oxide, the constitution 4 being kept from insulating material, the one The connection surfaces have an electrically conductive U-shaped cross-section and are watertight layers standing together against the seal for the joints or connecting electrolytes are sealed. areas between the three layers.

An die alkalibeständige, metallische Schicht bzw. Die alkalibeständige Schicht 1 kann ein Metallan die unlösliche Schicht kann eine Wechselstrom- 40 Grundkörper sein und aus Eisen, Kupfer oder Nickel quelle angeschlossen werden. . bestehen. Dabei ist die Verwendung von Eisen ausA metal can be attached to the alkali-resistant metallic layer or the alkali-resistant layer 1 the insoluble layer can be an alternating current base and made of iron, copper or nickel be connected to the source. . exist. Thereby the use of iron is made

Die elektrolytische Zelle nach der vorliegenden wirtschaftlichen Gründen wünschenswert, jedochThe electrolytic cell according to the present economic reasons is desirable, however

Erfindung kann für die Versorgung eines bestimmten wird der Werkstoff für den Grundkörper entsprechendInvention can be used for the supply of a certain, the material for the base body accordingly

Aufbaus mit elektrischem Strom zum Schutz gegen dem verwendeten Halbleitermaterial gewählt. WennConstruction with electrical current chosen to protect against the semiconductor material used. When

Korrosion durch Elektrolyse verwendet werden. 45 es sich bei dem Halbleiterwerkstoff beispielsweiseElectrolysis corrosion can be used. 45 is the case of the semiconductor material, for example

Außerdem kann die elektrolytische Zelle nach der um Selen handelt, so kann der Grundkörper ausIn addition, the electrolytic cell can be made of selenium, so the base body can

Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt werden, Eisen hergestellt und entweder platten- oder stangen-Invention are used in an advantageous manner, iron made and either plate or rod

um Meerespflanzen bzw. Meerestiere durch die förmig ausgebildet sein.around marine plants or marine animals through the be formed shaped.

Elektrolyse von chloridhaltigem Meerwasser und Der Werkstoff, der an die Schicht 1 angrenzendenElectrolysis of chloride-containing seawater and the material that is adjacent to layer 1

die damit verbundene Erzeugung von Chlor daran 50 Halbleiterschicht 2 kann beispielsweise Selen, SiIi-the associated generation of chlorine thereon 50 semiconductor layer 2 can, for example, selenium, SiIi-

zu hindern, sich an unter Wasser befindlichen Auf- zium, Germanium oder Kupferoxid sein. Die imto prevent themselves from being in submerged azium, germanium or copper oxide. The in

bauten festzusetzen. Ebenso kann die elektrolytische Elektrolyten unlösliche, elektrisch leitende Schicht 3to fix buildings. Likewise, the electrolytic electrolyte can be insoluble, electrically conductive layer 3

Zelle eingesetzt werden, um Abwasser durch elektro— ist als Abkleidung auf die Halbleiterschicht 2 auf-Cell can be used to collect wastewater by electro- is applied as a cladding to the semiconductor layer 2-

lytische Behandlung zu reinigen. gebracht. Diese Abkleidung kann dadurch gebildetclean lytic treatment. brought. This cladding can thereby be formed

Durch die elektrolytische Zelle nach der Erfindung 55 sein, daß der unlösliche Werkstoff mittels SchraubenBy the electrolytic cell according to the invention 55 be that the insoluble material by means of screws

wird erreicht, daß ein direkter Betrieb mit Wechsel- an der Halbleiterschicht 2 befestigt oder durch Druckit is achieved that a direct operation with alternating attached to the semiconductor layer 2 or by pressure

strom ermöglicht ist, eine besondere elektrolytische oder in Form eines dünnen Überzuges aufgebrachtelectricity is made possible, a special electrolytic or applied in the form of a thin coating

Behandlung der Elektroden der elektrolytischen Zelle wird. Für den vorliegenden Zweck geeignete unlös-Treatment of the electrodes of the electrolytic cell is done. For the present purpose suitable unsolvable

vor ihrem Einsatz in der elektrolytischen Zelle ver- liehe Werkstoffe sind Platin, Blei-Silber-Legierungen,Materials lent before they are used in the electrolytic cell are platinum, lead-silver alloys,

mieden ist und gleichzeitig ein hoher Stromwirkungs- 60 magnetisches Eisenoxid sowie platinüberzogenesis avoided and at the same time a high current effect, magnetic iron oxide and platinum-coated iron oxide

grad sichergestellt ist. Die elektrolytische Zelle nach Titan.degree is assured. The electrolytic cell according to titanium.

der Erfindung besitzt einen einfachen Aufbau, ist Die Einfassung 4 soll aus einem Werkstoff hoher leicht herstellbar und kann in Verbindung mit jeder Wärmeleitfähigkeit und mit guten elektrischenThe invention has a simple structure, the enclosure 4 is supposed to be made of a material higher easy to manufacture and can be used in conjunction with any thermal conductivity and with good electrical

Art von elektrolytischem Vorgang verwendet werden. Isoliereigenschaften bestehen. Dabei sind WerkstoffeType of electrolytic process can be used. Insulating properties exist. There are materials

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung '65 auf Berylliumbasis als besonders geeignet anzusehen,Further details and advantages of the beryllium-based invention '65 to be considered particularly suitable,

werden nachstehend an Hand von Ausführungs- An der alkalibeständigen, elektrisch leitenden beispielen in Verbindung mit der zugehörigen Zeich- Schicht 1 ist ein Anschlußkontakt 15 angebracht, anare described below with reference to the execution of the alkali-resistant, electrically conductive examples in connection with the associated drawing layer 1, a connection contact 15 is attached to

nung erläutert. In der Zeichnung zeigt dem eine Zuleitung 21 befestigt ist, über die eineexplained. In the drawing shows which a lead 21 is attached, over which a

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Verbindung, mit dem Anschlußkontakt einer geeig- Ende der Anordnung ab und erstreckt sich dabeiConnection, with the connection contact of a suitable end of the arrangement and extends in the process

neten Wechselstromquelle hergestellt werden kann. in ausreichendem Maße über die Seitenfläche derNeten AC power source can be produced. to a sufficient extent over the side surface of the

Je nach dem speziellen Anwendungsfall kann ent- Schicht 3 hinaus, so daß wiederum alle Stoßstellen weder eine einzelne Elektrode E oder eine Mehrzahl zwischen den drei Schichten 1, 2 und 3 wasserdicht solcher Elektroden eingesetzt werden. Gegebenenfalls 5 verschlossen sind. Die Anordnung nach den F i g. 4 kann zwischen den benachbarten Schichten jeweils und 5 hat dieselbe Wirkungsweise wie die Ausfüheine Schicht aus Silber, Indium oder einem anderen rungsbeispiele nach den F i g. 1 und 2 bzw. F i g. 3 geeigneten Material vorgesehen sein, um den Über- und weist ebenfalls im wesentlichen dieselben Vorgangswiderstand zwischen den einzelnen Schichten züge auf.
herabzusetzen. i° Fig. 6 zeigt eine elektrolytische Zelle V mit einerDepending on the particular application, layer 3 can also be added so that again neither a single electrode E nor a plurality of such electrodes are used between the three layers 1, 2 and 3 in a watertight manner. If necessary 5 are closed. The arrangement according to FIGS. 4 can be used between the adjacent layers and 5 has the same mode of operation as the embodiment, a layer made of silver, indium or another example according to FIGS. 1 and 2 or FIG. 3 suitable material can be provided to pull the over- and also has essentially the same process resistance between the individual layers.
to belittle. i ° Fig. 6 shows an electrolytic cell V with a

Eine oder mehrere solcher. Elektroden £ sind in Abschlußelektrode 3 aus im Elektrolyten unlöslichem,One or more of these. Electrodes £ are in the terminal electrode 3 made of insoluble in the electrolyte,

einer elektrolytischen Zelle eingesetzt. Die Wechsel- elektrisch leitendem, metallischem Werkstoff, die inused in an electrolytic cell. The alternating electrically conductive, metallic material that is used in

spannung wird unmittelbar von einem Transformator einen Anschlußkontakt 16 mit einer Zuleitung 22Voltage is supplied directly from a transformer to a connection contact 16 with a supply line 22

an die Elektrode E geliefert, die die Wechselspannung übergeht und dabei die positive Platte der Zelledelivered to the electrode E , which passes the alternating voltage and thereby the positive plate of the cell

gleichrichtet und damit einen Gleichstrom für die 15 bildet. An dem anderen Ende der elektrolytischenrectifies and thus forms a direct current for the 15. At the other end of the electrolytic

Elektrolyse liefert, wobei die Anwesenheit der Halb- Zelle befindet sich eine Schicht 1 aus alkalibestän-Electrolysis supplies, with the presence of the half-cell there is a layer 1 of alkali-resistant

leiterschicht 2 für das Gleichrichterverhalten ver- digem, elektrisch leitendem Werkstoff, die als nega-Conductor layer 2 for the rectifier behavior, use electrically conductive material, which is considered to be negative

antwortlich ist. Einie solche Elektrode E benötigt tive Abschlußelektrode wirksam ist und in einenis answerable. Such an electrode E required tive terminal electrode is effective and in one

daher keinen Gleichrichter, wenn sie in Verbindung Anschlußkontakt 15 mit einer Zuleitung 21 übergeht,therefore no rectifier if it merges into connection contact 15 with a supply line 21,

mit einer Wechselstromquelle verwendet wird, wie 20 Zwischen den die Abschlußelektroden bildendenis used with an AC power source, such as 20 Between those forming the terminating electrodes

das im entsprechenden Falle bei Verwendung her- Schichten 1 und 3 erstreckt sich, jeweils mit gegen-which in the corresponding case when using layers 1 and 3 extends, each with opposite

kömmlicher Elektroden notwendig ist. Außerdem seitigem Abstand und parallel zueinander, eineconventional electrodes is necessary. In addition, lateral spacing and parallel to each other, one

kann die eine gleichrichtende Funktion ausübende Mehrzahl von Gleichrichterelektroden E. Durchthe plurality of rectifying electrodes E.

Elektrode E einen Wechselstrom unabhängig von der einen Einlaß / kann ein Elektrolyt in die ZelleElectrode E an alternating current independent of the one inlet / can an electrolyte into the cell

Beschaffenheit und Konzentration des Elektrolyten, 25 eintreten und diese durch einen Auslaß O verlassen,The nature and concentration of the electrolyte, 25 enter and exit through an outlet O ,

in dem die Elektrode verwendet wird, gleichrichten. An die Zuleitungen 21 und 22 ist eine elektrischein which the electrode is used. At the leads 21 and 22 is an electrical

Die zulässige Höchsttemperatur für die Elektro- Wechselspannung angeschlossen. Wenn eine elektrodenplatten beträgt 75° C für Selen und 65° C für lytische Lösung wie etwa Meerwasser über den Germanium. Wenn die Elektrode jedoch in Wasser, Einlaß / und den Auslaß O durch die elektrolytische Meerwasser, Abwasser u. dgl. verwendet wird, steigt 30 Zelle V hindurchströmt, wobei also an den Abschlußdie Elektrodentemperatur selbst bei Zunahme des elektroden 1 und 3 eine Wechselspannung ansteht, Stromes je Flächeneinheit nicht an, weil die Elektrode so wird der Wechselstrom durch die Gleichrichtervon dem Wasser gekühlt wird, in das sie eingetaucht elektroden E gleichgerichtet, so daß (wenn es sich ist. Infolgedessen wird die Leistungsfähigkeit der Elek- bei dem Halbleiter um Selen handelt) von dem trode für eine elektrolytische Behandlung des Wassers 35 Kontakt 16 zu dem Kontakt 15 ein Gleichstrom auf etwa das Zehnfache erhöht. Die in den F i g. 1 fließt und die Elektrolyse stattfindet. Die in F i g. 6 und 2 gezeigte Elektrode E hat eine sehr große gezeigte Anordnung hat das Verhalten eines HaIb-Leistungsfähigkeit, weil sie eine große Abstrahlfläche wellen- oder Einweg-Gleichrichters,
aufweist. Die in F. i g. 6 gezeigte elektrolytische Zelle hatThe maximum permissible temperature for the electrical AC voltage connected. When an electrode plate is 75 ° C for selenium and 65 ° C for lytic solution such as sea water over the germanium. However, if the electrode is used in water, inlet / and outlet O through the electrolytic seawater, sewage and the like, 30 cell V flows through it, so that at the end the electrode temperature is present even with an increase in electrodes 1 and 3, an alternating voltage. Current per unit area is not applied because the electrode is cooled by the rectifier cooling the alternating current from the water in which it is immersed in electrodes E rectified, so that (if it is. As a result, the performance of the elec- with the semiconductor is selenium ) from the trode for an electrolytic treatment of the water 35, contact 16 to the contact 15, a direct current is increased to about ten times. The in the F i g. 1 flows and electrolysis takes place. The in F i g. 6 and 2 shown electrode E has a very large arrangement shown has the behavior of a half-capacity, because it has a large radiating surface wave or one-way rectifier,
having. The in F. i g. 6 has electrolytic cell shown

Die in F i g. 3 gezeigte Elektrode unterscheidet 40 viele Vorteile. Es ist möglich, eine Elektrolyse durch sich von der Elektrode nach den F i g. 1 und 2 da- eine Wechselspannung zu bewirken, ohne daß desdurch, daß die alkalibeständige Schicht 1 Stangen- halb ein Gleichrichter zwischengeschaltet werden oder Stabform hat und von der Halbleiterschicht 2 müßte. Die Gleichrichtung erfolgt dabei unabhängig eingeschlossen ist, die ihrerseits von der aus im von der Beschaffenheit oder der Konzentration des Elektrolyten unlöslichem, elektrisch leitendem Mate- 45 Elektrolyten, so daß die Kosten weitgehend herabrial bestehenden Schicht 3 umgeben ist, wobei jeweils gesetzt werden. Die Elektroden sind flüssigkeitsdie oberen Enden der drei Schichten frei liegen. Das gekühlt und arbeiten daher in bezug auf ihre Kühfrei liegende Ende der Schicht 1 geht in einen An- lung im Vergleich mit den üblichen, luftgekühlten schlußkontakt 15 mit einer Zuleitung 21 über. Die Elektroden mit großem Wirkungsgrad. Außerdem an sich frei liegenden Stirnkanten der drei Schichten 50 speichern die Elemente der Elektroden keine Wärme, und insbesondere die dazwischen gebildeten Stoß- Da die Temperatur der Zelle nicht ansteigt, kann der stellen sind wiederum durch eine Einfassung 4 aus Stromfluß etwa iim das Zehnfache vergrößert oder Isolierwerkstoff abgekleidet, um die Stoßstellen an aber, anders ausgedrückt, die Stromdichte erheblich dem oberen Ende der Elektrode wasserdicht zu erhöht werden. Dadurch kann die Größe der elektrohalten. Wirkungsweise und Vorzüge der in F i g. 3 55 lytischen Anlage weitgehend herabgesetzt, außerdem gezeigten Elektrode sind im wesentlichen dieselben die Elektrolyse mit großer Leistung durchgeführt wie bei der Elektrode E nach den Fig. 1 und 2. werden.The in F i g. 3 differentiates 40 many advantages. It is possible to do electrolysis from the electrode according to FIGS. 1 and 2 cause an alternating voltage without that the alkali-resistant layer 1 rod half a rectifier are interposed or rod shape and would have to be from the semiconductor layer 2. The rectification takes place independently is included, which in turn depends on the nature or concentration of the Electrolyte insoluble, electrically conductive material 45 electrolytes, so that the costs are largely herabrial existing layer 3 is surrounded, each being set. The electrodes are liquid die the upper ends of the three layers are exposed. That chilled and therefore work in terms of their Kühfrei The lying end of the layer 1 goes into an angle in comparison with the usual, air-cooled Circuit contact 15 with a lead 21 over. The electrodes with great efficiency. Besides that at exposed front edges of the three layers 50, the elements of the electrodes do not store any heat, and in particular the impacts formed in between. Since the temperature of the cell does not rise, the places are in turn enlarged or increased approximately ten times by an enclosure 4 from the flow of current Insulating material lined around the joints but, in other words, the current density is considerable the top of the electrode to be increased waterproof. This allows the size of the electro hold. Mode of operation and advantages of the in F i g. 3 55 lytic appendix largely degraded, moreover electrode shown are essentially the same as electrolysis is carried out with high power as in the case of the electrode E according to FIGS. 1 and 2.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 4 Wenn Meerwasser elektrolysiert wird, wird ChlorIn the embodiment according to FIGS. 4 When sea water is electrolyzed, it becomes chlorine

und 5 hat die Elektrode, die aus im Elektrolyten erzeugt, um das Anhaften von Meerpflanzen anand 5 has the electrode that is generated from in the electrolyte to prevent the adherence of seaweed

unlöslichem, metallischem Werkstoff besteht, die 60 Maschinenanlagen und mit Meerwasser in Berührunginsoluble, metallic material, the 60 machine systems and in contact with sea water

Form eines Stabes, während die Halbleiterschicht 2 kommenden Einrichtungen wie Schiffen, Rohrleitun-Shape of a rod, while the semiconductor layer 2 coming devices such as ships, pipelines

als Scheibe ausgebildet ist, die sich an der Oberseite gen für den Transport von Meerwasser u. dgl. zuIs designed as a disc, which is on the top gene for the transport of sea water and the like. To

der Schicht 3 befindet. Die alkalibeständige Schicht 1 verhindern. Da die in F i g. 6 gezeigte Anordnunglayer 3 is located. Prevent the alkali-resistant layer 1. Since the in F i g. 6 arrangement shown

hat ebenfalls die Form einer Scheibe und ist ober- jedoch als Halbweg-Gleichrichter arbeitet, beträgtalso has the shape of a disk and is above but works as a half-wave rectifier

halb der Halbleitcrschicht 2 angeordnet. Die Schicht 1 65 der Wirkungsgrad des Transformators nur 50%.half of the semiconductor layer 2 arranged. The layer 1 65 the transformer efficiency only 50%.

geht wiederum in einen Anschlußkontakt 15 über, an Der Grund, weshalb an dem einen Ende der Zellegoes in turn into a connection contact 15, to The reason why at one end of the cell

dem eine Zuleitung 21 befestigt ist. Eine aus Isolier- der Fig. 6 unmittelbar eine Schicht 3 und an demwhich a lead 21 is attached. One from insulating the Fig. 6 directly a layer 3 and on the

werkstoff bestehende Einfassung 4 deckt das obere anderen Ende der Zelle 6 unmittelbar eine alkali-material existing enclosure 4 covers the upper other end of the cell 6 directly an alkaline

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beständige Schicht 1 verwendet wird, "anstatt auch leitendem Werkstoff hergestellte und eine Trenn-resistant layer 1 is used, "instead of conductive material and a separating

dort eine komplette Gleichrichterelektrode E einzu- wand zwischen den Zellen V₃ und K₄ bildendethere a complete rectifier electrode E forming an objection between cells V ₃ and K ₄

setzen, ist darin zu sehen, daß an den Enden nur Schicht 3 andererseits sind durch eine Reihenschal-can be seen in the fact that at the ends only layer 3 is on the other hand through a series of

jeweils eine Seite wassergekühlt, die Außenflächen tung eines Leitungsdrahtes 29, eines Verbindungs-each one side water-cooled, the outer surfaces direction of a conductor wire 29, a connection

der jeweiligen Endelektroden lediglich luftgekühlt 5 punktes 19, eines Leitungsdrahtes 30 aneinanderthe respective end electrodes only air-cooled 5 point 19, a lead wire 30 to each other

sind. angeschlossen. Zwischen den Ahoden und denare. connected. Between the Ahoden and the

Das in F i g. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel nach Kathoden der einzelnen Zellen sind Einlasse / undThe in Fig. 7 shown embodiment after cathodes of the individual cells are inlets / and

der Erfindung unterscheidet sich von dem Ausfüh- Auslässe O vorgesehen, durch die hindurch einethe invention differs from the Ausfüh outlets O provided through which a

rungsbeispiel nach F i g. 6 dadurch, daß Membra- elektrolytische Lösung, wie etwa Meerwasser, dieexample according to FIG. 6 in that membrane electrolytic solution, such as seawater, the

nen 5 aus Asbest, Glasfaser u. dgl. zwischen der io einzelnen Zellen durchströmen kann. Jede Zelle weistNEN 5 made of asbestos, fiberglass and the like. Can flow through between the IO individual cells. Every cell has

Schicht 3, den Gleichrichterelektroden E und der ferner eine Gleichrichterelektrode E auf.Layer 3, the rectifier electrodes E and also a rectifier electrode E.

alkalibeständigen negativen Schicht 1 verlaufen, die Der Aufbau nach F i g. 8 arbeitet folgendermaßen:alkali-resistant negative layer 1 run, which The structure according to F i g. 8 works as follows:

die zwischen den einzelnen Schichten bzw. Elektro- Mittels des Transformators T wird zwischen denbetween the individual layers or electrical means of the transformer T is between the

den begrenzten Räume in eine Anodenkammer A Verbindungspunkten 17 und 18 eine Wechselspan-the limited spaces in an anode chamber A connection points 17 and 18 an alternating voltage

und eine Kathodenkammer C unterteilen. Wenn ein 15 nung erzeugt. Während der positiven Halbwelle einerand divide a cathode chamber C. When a 15 voltage is generated. During the positive half-wave one

Elektrolyt, beispielsweise das Abwasser einer Petro- jeden Periode der Wechselspannung fließt über denElectrolyte, for example the waste water of a petroleum- every period of the alternating voltage flows over the

leumraffinerie "od. dgl., über den Einlaß-/ und den Leiter 23, den Verbindungspunkt 17, den Leiter 25,leum refinery "or the like, via the inlet / and the conductor 23, the connection point 17, the conductor 25,

Auslaß O durch die Zelle V geleitet und ein Wechsel- die Zelle K₁, den Leiter 29, den VerbindungspunktOutlet O passed through cell V and an alternation- cell K ₁ , conductor 29, the connection point

potential an die Kontakte 15 und 16 gelegt wird, so 19, den Leiter 30, den Verbindungspunkt 20, denpotential is applied to the contacts 15 and 16, so 19, the conductor 30, the connection point 20, the

wird der Gleichstrom durch die Gleichrichterelek- 20 Leiter 31, die Zelle V₄, den Leiter 28, den Verbin-is the direct current through the rectifier 20 conductor 31, the cell V ₄ , the conductor 28, the connection

troden E gleichgerichtet. Wenn als Halbleiterwerk- dungspunkt 18 und den Leiter 24 ein Gleichstrom,troden E rectified. If the semiconductor work point 18 and the conductor 24 are a direct current,

stoff für die Elektroden E Selen verwendet wird, so Während der negativen Halbwelle einer Periodematerial for the electrodes E selenium is used, so during the negative half-wave of a period

fließt von dem Kontakt 16 zu dem Kontakt 15 durch fließt über den Leiter 24> Verbindungspunkt 18,flows from the contact 16 to the contact 15 through flows via the conductor 24> Connection point 18,

die Elektrolytzelle V ein Gleichstrom, der die ge- Leiter 27, Zelle V₂, Leiter 29, Verbindungspunkt 19,the electrolyte cell V is a direct current that carries the conductor 27, cell V ₂ , conductor 29, connection point 19,

wünschte Elektrolyse hervorruft. 25 Leiter 30, Verbindungspunkt 20, Leiter 31, Zelle V₅, desired electrolysis causes. 25 conductor 30, junction 20, conductor 31, cell V ₅ ,

Bei der Anordnung nach Fig. 7 können die Leiter26, Verbindungspunkt 17 und Leiter23 eben-Anodenkammern A sauer und die Kathodenkam- falls Gleichstrom. Somit fließt abwechselnd durch die mern C alkalisch sein. In diesem Fall wird das Zellen V₁-V₄ und V₂-V_:l Gleichstrom, und die AnAbwasser im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel Ordnung verhält sich wie ein Vollweg-Gleichrichter, nach F i g. 6 nach der Elektrolyse in der Anoden- 3° Der Wirkungsgrad des Transformators beträgt somit kammer Λ sauer und in der Kathodenkammer C 100%> gegenüber 50% bei der Halbweg-Gleichalkalisch bzw. basisch. Durch Änderung der Misch- richtung.In the arrangement according to FIG. 7, the conductors 26, connection point 17 and conductor 23 can be anode chambers A acidic and the cathode chambers can be direct current. Thus flows alternately through the mern C to be alkaline. In this case, the cells V ₁ -V ₄ and V ₂ -V _{: 1} direct current, and the waste water, in contrast to the exemplary embodiment, behaves like a full-wave rectifier, according to FIG. 6 after the electrolysis in the anode 3 ° The efficiency of the transformer is therefore chamber Λ acidic and in the cathode chamber C 100%> compared to 50% for the half-way alkaline or basic. By changing the mixing direction.

Verhältnisse der Lösungen aus den Anodenkam- Im Bedarfsfall kann zwischen die Verbindungs-Ratios of the solutions from the anode chamber - If necessary, between the connection

mern A und den Kathodenkammern C kann daher punkte 19 und 20 eine weitere elektrolytische Zellemern A and the cathode chambers C can therefore points 19 and 20 a further electrolytic cell

eine Einstellung des pH-Wertes des Abwassers zur 35 geschaltet, außerdem eine dreiphasige Wechsels.trom-an adjustment of the pH value of the wastewater to 35 switched, also a three-phase alternating current-

Ausfällung von Hydroxid bewirkt werden. quelle verwendet werden.Precipitation of hydroxide can be effected. source can be used.

Der in F i g. 8 veranschaulichte Aufbau scheint Bei den zur Veranschaulichung der Erfindung aus-The in F i g. 8 illustrated structure appears to be.

zunächst zwei elektrolytische Zellen aufzuweisen, gewählten Ausführungsbeispielen durchfließt derinitially to have two electrolytic cells, the selected exemplary embodiments flow through

stellt tatsächlich aber eine Vereinigung von vier Strom die Zellen in Reihenschaltung. Ebenso sindIn fact, however, a union of four current represents the cells in series. Likewise are

elektrolytischen Zellen V₁, K₂, V₃ und K₄ dar. Für 40 aber eine Parallelschaltung bzw. eine Kombinationelectrolytic cells V ₁ , K ₂ , V ₃ and K _4. For 40, however, a parallel connection or a combination

die Trennung zwischen den Zellen V₁ und V₂ wird von Reihen- und Parallelschaltung für den Stromflußthe separation between cells V ₁ and V ₂ is a series and parallel connection for the current flow

eine alkalibeständige, elektrisch leitende Schicht 1, möglich. Anzahl und Größe der elektrolytischenan alkali-resistant, electrically conductive layer 1 is possible. Number and size of the electrolytic

die beispielsweise aus Eisen bestehen kann, ver- Zellen werden entsprechend der zu behandelndenwhich can consist of iron, for example, are modified according to the cells to be treated

wendet. Für die Trennung zwischen den Zellen V₃ Flüssigkeitsmenge, der Leistungsfähigkeit der elek-turns. For the separation between the cells V ₃ amount of liquid, the efficiency of the elec-

und V₄ wird eine Schicht 3 aus im Elektrolyten 45 trischen Quelle sowie der zur Verfügung stehendenand V ₄ is a layer 3 of the electrolyte 45 tric source and the available

unlöslichem, elektrisch leitendem Material, wie bei- Spannung gewählt.insoluble, electrically conductive material, as selected for voltage.

spielsweise eine Blei-Silber-Legierung, magnetisches F i g. 9 a zeigt einen herkömmlichen Elektrolyse-Eisenoxid, Platin oder platinbeschichtetes Titan ver- zellen-Aufbau, bei dem die elektrische Leistung von wendet. einem Transformator T über einen Selengleich-for example a lead-silver alloy, magnetic F i g. 9 a shows a conventional electrolysis iron oxide, platinum or platinum-coated titanium cellular structure in which the electrical power is turned. a transformer T via a selenium equation

Ein Leiter 23 verbindet das eine Ende der Sekun- 50 richter S zu einer elektrolytischen Zelle V₀ mit einer därwicklung eines Transformators T mit einem Ver- Anode 6 aus einer Blei-Silber-Legierung und einer bindungspunkt 17, und in entsprechender Weise ver- Kathode 7 aus Eisen geliefert wird. Gemäß Fig. 9b bindet eine Leiter 24 das andere Ende der Sekundär- gibt der Transformator T seine Leistung an eine wicklung des Transformators T mit einem Verbin- elektrolytische Zelle V₀ ab, die eine von einer Gleichdungspunkt 18. Ein weiterer Leiter 25 verbindet den 55 richterelektrode E nach der Erfindung gebildete Verbindungspunkt 17 . mit der in diesem Fall als Anode und eine Eisenkathode 7 hat. Die Elektrode E Abschlußelektrode der Zelle V₁ dienenden Schicht 3, hat eine Schicht aus Selen, die mit einer Grundplatte während ein Leiter 26 den Verbindungspunkt 17 an aus Eisen verbunden ist und einen Überzug aus die als Abschlußelektrode der Zelle V₃ dienende einer Blei-Silber-Legierung hat. Die elektrolytische Schicht 1 anschließt. 60 Lösung ist bei beiden Fig. 9a und 9b eine .3%igeA conductor 23 connects one end of the secondary 50 rectifier S to an electrolytic cell V ₀ with a core winding of a transformer T with a connection anode 6 made of a lead-silver alloy and a connection point 17, and a corresponding cathode 7 made of iron. According to FIG. 9b, a conductor 24 connects the other end of the secondary, the transformer T outputs its power to a winding of the transformer T with a connecting electrolytic cell V ₀ , which is one of an equation point 18. Another conductor 25 connects the 55th judge electrode e junction formed according to the invention 17th with which in this case has 7 as an anode and an iron cathode. The electrode E, the terminating electrode of the cell V ₁ serving layer 3, has a layer of selenium, which is connected to a base plate while a conductor 26 is the connection point 17 of iron and a coating of the serving as the terminating electrode of the cell V _{3 of} a lead-silver -Alloy has. The electrolytic layer 1 follows. 60 solution is a .3% ige in both Fig. 9a and 9b

Der Verbindungspunkt 18 steht über einen Leiter wäßrige Natriumchloridlösung.The connection point 18 is above a conductor of aqueous sodium chloride solution.

27 mit der als Abschlußelektrode der ZeIIeK₂ die- Der SelengleichrichterS der Fig. 9a hatte einen27 with the terminal electrode as the ZeIIeK ₂ DIE The selenium rectifier S Fig. 9a had a

ncnden Schicht 3 und über einen Leiter 28 mit der Nennstromwert von 100mA und wurde mit einemncnd layer 3 and over a conductor 28 with the nominal current value of 100mA and was with a

als Abschlußelektrode der Zelle K₄ dienenden Strom von 1000 mA beschickt. Nach etwa einercharged as a terminal electrode of the cell K ₄ serving current of 1000 mA. After about one

Schicht 1 in Verbindung. Die aus alkalibeständigem 65 Stunde waren alle Elemente des SelengleichrichtersLayer 1 in connection. The alkali-resistant 65 hours were all elements of the selenium rectifier

Werkstoff bestehende und eine Trennwand zwischen · zerstört. Bei der Anordnung nach Fig. 9b mit derExisting material and a partition between · destroyed. In the arrangement of FIG. 9b with the

den Zellen V_x und V., bildende Schicht 1 einerseits wassergekühlten Gleichrichtcrclektrodc E nach derthe cells V _x and V., layer 1, on the one hand, water-cooled rectifier circuit E after the

sowie die aus im Elektrolyten unlöslichem, elektrisch Erfindung traten auch nach 1000 Stunden Stromflußas well as the electrical invention insoluble in the electrolyte occurred even after 1000 hours of current flow

keine Schwierigkeiten auf. Jedoch steigt die Temperatur der elektrolytischen Lösung an, sofern keine entsprechenden Maßnahmen getroffen werden; insofern wurde die Lösung ersetzt, um ihre Temperatur auf 20° C zu halten.no trouble. However, the temperature of the electrolytic solution rises unless it is appropriate measures are taken; in so far the solution has been replaced at its temperature to keep at 20 ° C.

Bis zur Schaffung der vorliegenden Erfindung verursachte eine Einrichtung, mit der Seetiere oder Seepflanzen daran gehindert werden konnten, sich an dem Meerwassereinlaß einer Rohrleitung mit einerUntil the creation of the present invention, a device that allowed marine animals or Sea plants could be prevented from entering the seawater inlet of a pipeline with a

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Leistung von 500 t je Stunde festzusetzen, Kosten in Höhe von etwa 3 300 DM für einen 300 A/12 V-Gleichrichter und in Höhe von 4 400 DM für eine platinbeschichtete Titanelektrode. Bei Verwendung einer elektrolytischen Zelle mit einer Gleichrichterelektrode nach der Erfindung entfällt die Notwendigkeit für einen besonderen Gleichrichter, so daß die Kosten erheblich sinken. Der Transformator kostet etwa 550DM, die Elektroden weniger als 1100 DM.To set an output of 500 t per hour, costs of around 3,300 DM for a 300 A / 12 V rectifier and in the amount of 4,400 DM for a platinum-coated titanium electrode. Using there is no need for an electrolytic cell with a rectifier electrode according to the invention for a special rectifier, so that the cost is significantly reduced. The transformer costs about 550 DM, the electrodes less than 1100 DM.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

1 2 bare supply of the cell with alternating current possible patent claims: light. There are already rectifiers of various types

1. Electrolytic cell with at least one known. It has already become known to produce a multilayer AC rectifier immersed in the electrolyte from a layer of selenium arranged between two electrodes, the rectifier effect of one of the layers, which is arranged as a result of the rectifying metallic electrodes, with one supplying the cell with alternating current allows the electrode to be an iron group metal such as B. iron, characterized in that the nickel or chromium is used and the other rectifying electrode (E) consists of an alkaline ίο electrode made of lead or bismuth or from alloy-inconsistent, metallic layer (1) made of iron, these two metals ( German patent copper or nickel, one insoluble in the electrolyte 519 161). Such a rectifier cannot be used in a borrowed layer (3) made of platinum, lead-silver alloy electrolytic cell, since there is a seal between the semiconductor layer and the titanium and a cathode between these layers 15 against the Contact with the electrolyte (1, 3) arranged semiconductor layer (2) is missing.

Selenium, silicon, germanium or copper oxide It is also known to consist of two metallic ones, wherein the connecting surfaces of the layers in see and an intermediate layer of semi-electrically conductive connection with each other conductor material existing rectifier elements in standing layers (1, 2, 3) against the electric a ° toyte metal containers filled with a liquid are sealed. order, with a DC pole running through the wall

2. Electrolytic cell according to claim 1, da- dung of the container or its intermediate floors characterized in that the rectifying is formed (German patent 689 105). These electrodes (E) are plate-shaped. Arrangement serves to provide a dry rectifier

3. Electrolytic cell according to claim 1, da- ^a 5 arrangement with tubular rectifier elements, characterized in that the rectifying whose outer soap covered with the active layer electrodes (E) are rod-shaped. is, while on its inside is the base metal

4. Electrolytic cell according to claim 3, which is free to obtain, which is characterized by the disadvantage that the alkali-resistant 3 "forming the core of the rods alone possible operation in parallel connection shaped electrodes (E) is free and moreover The advantages of a water-cooling metallic layer (1) of the two, with a complete protection of the other effective layers (2, 3) in a cylindrical shape, is allowed to bind against all atmospheric influences

5. Electrolytic cell according to claim 3, there- improved rectifier arrangement, but not by characterized in that in the electrolyte 35 an electrolytic cell of the type mentioned above, insoluble layer (3) in the form of a rod which allows it to be operated directly with alternating current is formed, at one end of which the two become. The same applies to a well-known one other layers (2, 1) in the form of disks electrolyte rectifiers with an electrode made of SiIianonnect. zium, which is immersed in an acid electrolyte, whereby

6. Electrolytic cell according to one of the 40, the other electrode from one of these Eleksprüche 1 to 5, characterized in that trolyte non-attackable metal is formed (German the rectifying electrodes (E) between patent specification 526 891).

Plate-shaped terminal electrodes of the cell Electrolytic facilities and arrangements are arranged, of which the cathode from for corrosion protection, the one electrode to protect the alkali-resistant, metallic material (1) 45 of a certain structure against corrosion by and the anode from the insoluble in the electrolyte. Have electrolysis by forming the potential of the dissolving material (3), the electrolyte being held above the corrosion-free potential between the electrodes (1, E, 3), which must be fed with direct current. Cell (F) flows through it. If the facility does not immediately contact a

7. Electrolytic cell according to claim 6, that 50 direct current source can be connected, it must be characterized in that in each case between which they are fed via a separate rectifier by a rectifying electrode (E) and between the alternating current source. Conventional these and the terminal electrodes of the cell (F) have devices of this type when they are arranged in VerMembranen (5). binding with an AC power source and a

8. Electrolytic cell according to claim 6 55 separate rectifier are used, the or 7, characterized in that a multiple disadvantage that for the case of large current flow, such as number of individual cells (V \, V ₂ , V ₃ , F ₄ ) according to the type it is connected to the electrolytic processes of a Graetz rectifier. occurs, rectifiers of very high power are required. The installation of such rectifiers brings

60 very high cost with it; in addition, the maintenance

keep this rectifier because of the generated

Heat difficult.

It is known that the electrodes of electrolytic cells made of tantalum, aluminum, magnesium and

The invention relates to an electrolytic cell 65 to produce similar materials and by means of at least one in the electrolyte immersed trolyse on the surface of the electrode a th multi-layer electrode to form as a result of the anodic oxide coating , in order to then under the directing effect of one of the layers direct utilization of the rectifier effect of such