DE2244020A1 - ELECTROLYTE CELL ARRANGEMENT - Google Patents
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ElektrolytzellenanordnungElectrolytic cell arrangement
Algen-, Schlamm- und Auslaufbakterienkonzenfrationen verseuchen oft Wasservorrats- oder Wasserversorgungsanlagens wie z.B. Abwassersysterne, Kühlturmkomplexe, Trinkwasserversorgungs-Systeme, Feuer schutz sy steine , Bewässerungsanlagen usw,. Ozeanwasservorrats- oder -Versorgungssysteme werden mit Algen, Schlamm und zahlreichen·zusätzlichen Organismen wie z.B, Entenmuscheln, Manteltieren, Hydrozoentieren, Moostierchen u.a. verschmutzt. Der Vermehrung dieser Organismen wird durch Chloreinsatz vorgebeugt. Es ist gefährlich, Chlorgas zu lagern und zu verwenden, wobei es auch einen hohen Wärmedehnungskoeffizienten hat, so daß sogar eine massige Temperaturerhöhung zum hydrostatischen Bruch des Vorratsbehälters führen kann.Algae, mud and Auslaufbakterienkonzenfrationen often contaminate water reservoir or water supply systems s like Abwassersysterne, Cooling Tower Complex, drinking water supply systems, fire protection sy stones, etc irrigation systems ,. Ocean water storage or supply systems are polluted with algae, mud and numerous additional organisms such as barnacles, tunicates, hydro-animals, bog animals and others. The multiplication of these organisms is prevented by the use of chlorine. It is dangerous to store and use chlorine gas, and it also has a high coefficient of thermal expansion, so that even a moderate increase in temperature can lead to hydrostatic rupture of the storage container.
Natriumhypochlorit ist die Alternativform von Chlor,Sodium hypochlorite is the alternative form of chlorine,
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die am ehesten als wirtschaftlich erhaltbares Chlorierungsmittel in Frage kommt. Obwohl die Relativsicherheit des Natriumhypochlorits wohl bekannt ist, wirft seine Lagerung doch infolge der erforderlichen grossen Mengen Probleme auf. Zur Lösung der Lagerungs- und Sicherheitsprobleme muß ein System verwendet werden, welches Natriumhydrochlorit je nach Bedarf ohne besondere Lagerung erzeugen kann. Dies kann mit einem elektrolytischen Natriumhypochloriterzeuger oder einer Elektrolytzellenanordnung erreicht werden, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.most likely to be economically viable chlorinating agents can be considered. Although the relative safety of sodium hypochlorite is well known, throws its storage has problems due to the large quantities required. To solve the storage and Security problems a system must be used which sodium hydrochlorite can produce as required without special storage. This can be done with an electrolytic Sodium hypochlorite generator or an electrolytic cell arrangement can be achieved, which is the subject of the present invention is.
Die erfindungsgemässe Zellenanordnung weist einen elektrolytisch leitenden, länglichen, zusammengesetzten Teil oder einen Verbundteil bzw. ein zusammengesetztes Glied auf, das aus einem Paar röhrenförmiger Elektroden gebildet ist, die in einem End-zu-Endverhältnis oder endweise isolierend in Abstand voneinander angeordnet sind. Eine dieser Elektroden ist eine Anode und die andere eine Kathode. Die Zellenanordnung waist ferner eine längliche, röhrenförmige, zweipolige Elektrode auf, die zum kombinierten Paar der das zusammengesetzte Glied bildenden Elektroden konzentrisch und im wesentlichen in derselben Richtung bzw. Art verläuft. Vorzugsweise sind die inneren und äusseren Elektroden aus Titanium hergestellt. Die zweipolige Elektrode ist vom zusammengesetzten Glied radial in Abstand angeordnet, um einen Elektrolytdurchlaß dazwischen zu bilden. Die Oberfläche der Anodenelektrode ist mit einem Oberzug aus einem Metall aus der Platingruppe ausgekleidet, wie z.B. Platin, Rhodium, Iridium oder Rutheniumoxid und vorzugsweise Butin, während ein Abschnitt der zweipoligen Elektrode neben der Kthodenelektrode mit einem Metall aus der Platingruppe oderThe cell arrangement according to the invention has an electrolytic conductive elongated composite part or composite part or member formed from a pair of tubular electrodes arranged in an end-to-end ratio or end-to-end are arranged isolating at a distance from each other. One of these electrodes is an anode and the other one Cathode. The cell assembly further includes an elongated, tubular, bipolar electrode that is combined A pair of the electrodes forming the composite member are concentric and substantially within the same Direction or type runs. The inner and outer electrodes are preferably made from titanium. The bipolar electrode is radially spaced from the composite member to provide an electrolyte passage to form in between. The surface of the anode electrode is made of a metal with a cover the platinum group, such as platinum, rhodium, iridium or ruthenium oxide and preferably butyne, while a section of the bipolar electrode next to the cathode electrode with a metal from the platinum group or
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mit Rutheniumoxid und vorzugsweise mit Platin überzogen ist. Die Oberflächen sowohl der Anode und der Kathode neben der zweipoligen Elektrode sowie die Gesamtoberfläche der Anoden- und Kathodenelektroden neben der zweipoligen Elektrode können jedoch mit einem Metall aus der Platingruppe überzogen sein. Die Anoden- und Kathodenelektroden sind jeweils mit elektrischen Eingangs leitungen versehen. Wenn die Anordnung mit elektrischer Energie gespeist wird, während sie Wasser oder Salzwasser bzw. eine Salzlösung zwischen der zweipoligen Elektrode und den Anoden- und Kathodenelektroden hindurchgeleitet wird, wird Natriumhypochlorit elektrolytisch erzeugt und tritt aus der Zellenanordnung aus. Bei dieser Anordnung kann Strom zwischen den Elektroden und durch die Salzlösung hindurch ohne Verwendung elektrischer Leitungen innerhalb der Zellenanordnung geleitet werden. is coated with ruthenium oxide and preferably with platinum. However, the surfaces of both the anode and the cathode adjacent to the bipolar electrode and the entire surface of the anode and cathode electrodes adjacent to the bipolar electrode may be coated with a platinum group metal. The anode and cathode electrodes are each provided with electrical input lines. When the assembly is supplied with electrical energy while water or salt water or a salt solution is passed between the bipolar electrode and the anode and cathode electrodes, sodium hypochlorite is generated electrolytically and exits the cell assembly. With this arrangement, current can be conducted between the electrodes and through the saline solution without the use of electrical leads within the cell assembly.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht und teilweise Aufrißansicht der erfindungsgemässen Elektrolytzellenanordnung; Fig. 1 is a partial cross-sectional view and partial elevation view of the electrolytic cell assembly according to the invention;
Fig. 2 eine schematischs Ansicht eines Leitungssystems mit einer Anzahl der Elektrolytzellenanordnungen nach Fig. 1;2 shows a schematic view of a line system with a number of the electrolytic cell assemblies according to FIG. 1;
Fig. 3 eine teilweise Querschnittsansicht bzw. teilweise eine Seitenansicht einer abgeänderten erfindungsgemässen Elektrolytzellenanordnung; undFig. 3 is a partial cross-sectional view or partial a side view of a modified electrolytic cell arrangement according to the invention; and
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Leitungssystems4 shows a schematic view of a line system
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mit einer Anzahl der Elektrolytzellenanordnungen nach Fig. 3.with a number of the electrolyte cell arrangements according to FIG. 3.
Bezugnehmend auf Fig. 1 zeigt diese Figur die Elektrolyt- , Zellenanordnung, die eine elektrisch leitende, längliche röhrenförmige Hülse 1 aufweist, die aus einem Paar röhrenförmiger Elektroden 2 und 3 gebildet ist, die durch Abstandshalter-Isolierringe U und 5, die koaxial zur Hülse 1 angeordnet sind, endweise in Abstand voneinander isolierend angeordnet sind. Die Ringe 4 und 5 sind aus einem Isoliermaterial hergestellt, wie z.B. aus einem Methylmethacrylatpolymer (Plexiglas), einem mit Fiberglas verstärkten Polyesterharz, einem Acrylharz oder einem Epoxyharz. Ähnliche oder gleiche Abstandshalter-Isolierringe 6 und 7 sind jeweils an entgegengesetzten Enden der Hülse 1 angeordnet. Die röhrenförmigen Elektroden 2 und 3 sind beispielsweise aus Titanium zusammengesetzt, wobei die Elektrode 2 zwischen dan Abstandshalterringen 4 und 6 und die Elektrode 3 zwischen den Abstandshalterringen 5 und 7 angeordnet ist. Die röhrenförmige Elektrode 2 ist mit Flanschen 8 und 9 an entgegengesetzten Enden derselben und die röhrenförmige Elektrode 3 ist mit Flanschen 10 υηά 11 an entgegengesetzten Enden derselben versehen. Eine Halte- bzw. Unterlegscheibe 12 befestigt den Flansch 8 in Anschlag mit dem Abstandshalterung 6, Der Flansch 9 ist befestigt im Anschlag mit dem Abstandshalterring 4 mit Hilfe einer Halte- bzw. Unterlegscheibe 13. Der Flansch 11 ist auf ähnliche Weise am Abstandshalterring 5 durch die Halte- bzw. Unterlegscheibe 14 und der Flansch 10 ist auf ähnliche Weise am Abstandshalterring 7 durch die Halte- bzw. Unterlegscheibe 15 befestigt. Die röhrenförmigen Elektroden 2 und 3 sind durch Bolzen 16 und 17, die sich durch ein Paar benachbarter Abstandshalterringe H und 5 erstrecken, endweise befestigt.Referring to Fig. 1, this figure shows the electrolyte, cell assembly comprising an electrically conductive, elongated tubular sleeve 1 formed from a pair of tubular electrodes 2 and 3 supported by spacer-insulating rings U and 5 coaxial with the sleeve 1 are arranged, are arranged at a distance from one another in an insulating manner. The rings 4 and 5 are made of an insulating material such as a methyl methacrylate polymer (Plexiglas), a polyester resin reinforced with fiberglass, an acrylic resin or an epoxy resin. Similar or identical spacer insulating rings 6 and 7 are each arranged at opposite ends of the sleeve 1. The tubular electrodes 2 and 3 are composed, for example, of titanium, the electrode 2 being arranged between the spacer rings 4 and 6 and the electrode 3 between the spacer rings 5 and 7. The tubular electrode 2 is provided with flanges 8 and 9 at opposite ends thereof and the tubular electrode 3 is provided with flanges 10 and 11 at opposite ends thereof. A retaining or washer 12 attaches the flange 8 in abutment with the spacer 6, the flange 9 is attached in abutment with the spacer ring 4 with the aid of a retaining or washer 13. The flange 11 is similarly to the spacer ring 5 through washer 14 and flange 10 are similarly attached to spacer ring 7 by washer 15. The tubular electrodes 2 and 3 are fixed end to end by bolts 16 and 17 extending through a pair of adjacent spacer rings H and 5.
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Während Fig. 1 eine einzige zusammengesetzte Elektrolytzellenanordnung darstellt, ist es offensichtlich, daß eine Vielzahl von Zellenanordnungen 1 angeordnet und aneinander befestigt werden, indem der Abstandshalterring 6 an einem Abstandshalterung einer anderen Zellenanordnung mit Hilfe der Bolzen 18 und 19 verbolzt wird, die aus dem Abstandshalterring 6 zugeordnet gezeigt sind, und durch Verbolzen des Abstandshalteringes 7 an einer anderen Zellenanordnung mit Hilfe der Bolzen 20 und 21, die aus dem Abstandshalterring 7 zugeordnet dargestellt sind, um eine Vielzahl von Zellenanordnungen in einem End-zu-Endverhältnis zu erhalten, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt. Jede der röhrenförmigen Elektroden 2 und 3 ist mit einer elektrischen Eingangsleitung 22 bzw. 23 versehen. Die die Elektroden 2 und 3 aufweisende röhrenförmige Hülse 1 enthält eine zu ihr konzentrisch und im wesentlichen gleich verlaufende innere zweipolige röhrenförmige Elektrode 24, die vorzugsweise aus Titanium hergestellt ist. Die Innenoberfläche der Hülsenelektrode die als Anode dient, ist mitfeiner Schicht 25 aus einem Metall der Platingruppe ausgekleidet, vorzugsweise Platin, während eine AussenoberfDäche der zweipoligen Elektrode, die sich relativ zur Hülsenelektrode 3 anodisch verhält, mit einer Schicht aus einem Metall aus der Platingruppe, vorzugsweise mit einer Schicht 26 aus Platin, über einen Bereich neben der Hülsenelektrode 3 überzogen wird, wobei diese Elektrode 3 sich als Kathode verhält. Die zweipolige Elektrode 24 ist von der Innenwand der Hülse 3 in Abstand angeordnet, welche die Anodenelektrode 2, die Kathodenelektrode 3 und die Abstandshalterring 4 und 5 aufweist, urn einen Durchflußkanal oder Durchlaß 27 für kreisringförmigen Durchfluß des Elektrolytes dazwischen zu bilden. Entgegengesetzte Endabschnitte 28 und 29 der röhrenförmigen zweipoligen Elektrode 24 sind jeweils mit Isolierungs-While Fig. 1 shows a single composite electrolytic cell assembly represents, it is apparent that a plurality of cell arrays 1 are arranged and fastened together by the spacer ring 6 on a spacer of another cell arrangement is bolted with the help of bolts 18 and 19, which are shown assigned from the spacer ring 6, and by bolting the spacer ring 7 to another cell arrangement with the aid of bolts 20 and 21, which are shown assigned from the spacer ring 7 to a plurality of cell arrays in one To obtain end-to-end ratio, as shown in Fig. 2 schematically. Each of the tubular electrodes 2 and 3 is provided with an electrical input line 22 and 23, respectively. The one having electrodes 2 and 3 tubular sleeve 1 contains an inner two-pole one which is concentric with it and essentially runs in the same way tubular electrode 24, which is preferably made of titanium. The inner surface of the sleeve electrode which serves as anode is lined with a fine layer 25 made of a metal of the platinum group, preferably platinum, while an outer surface of the two-pole electrode, which behaves anodically relative to the sleeve electrode 3, with a layer made of a metal from the platinum group, is preferably coated with a layer 26 of platinum, over an area next to the sleeve electrode 3, wherein this electrode 3 behaves as a cathode. The two-pole electrode 24 is at a distance from the inner wall of the sleeve 3 arranged, which has the anode electrode 2, the cathode electrode 3 and the spacer rings 4 and 5, To form a flow channel or passage 27 for annular flow of electrolyte therebetween. Opposite end portions 28 and 29 of the tubular bipolar electrode 24 are each provided with insulating
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stöpseln 30 bzw. 31 versehen. Diese Stöpsel erstrecken sich von den Endabschnitten der Elektrode nach innen bzw. nach aussen. Die Abschnitte der Stöpsel 30 bzw, 31, die sich von der Elektrode 24 nach aussen erstrecken, sind jeweils mit einer Mittelbohrung bzw. Ausnehmung 32 bzw. 33 versehen, die sich von der röhrenförmigen zweipoligen Elektrode nach innen erstreckt. Führungsringe 34 und 35 sind an entgegengesetzten Enden der Elektrolytzellenanordnung 1 angeordnet, wobei jeder einem der Abstandshalterringe 6 bzw. 7 benachbart angeordnet ist. Die Führungsringe 34 und 35 sind jeweils mit einer Mittelöffnung 36 bzw. 37 verbunden-, die mit den Bohrungsausnehmungen 32 bzw. 33 in Verbindung steht. Eine Dübeleinrichtung 38 erstreckt sich durch die Führungsringöffnung 36 und in eine Bohrung bzw. Aushöhlung 32, wobei ein entgegengesetzter Endteil derselben sich von der Führungsringöffnung 36 nach aussen erstreckt. Eine (nicht gezeigte) identische Dübeleinrichtung erstreckt sich durch die Führungsringöffnung 37 und sitzt in der Bohrung bzw. Aushöhlung 33 des Isolierstöpsels 31. Der Führungsring 34 ist mit einer Anzahl am Kreisumfang in Abstand voneinander angeordneter Schlitze 3 9 und 40 versehen, die mit dem Elektrolytdurchlaßkanal 27 in Verbindung stehen, wobei ein Führungsring 35 mit einer Anzahl am Kreisumfang in Abstand voneinander angeordneter Schlitze 41 und 4 2 versehen ist, die mit dem Elektrolytdurchlaßkanal 27 in Verbindung stehen.plug 30 or 31 provided. These plugs extend inwardly from the end portions of the electrode or to the outside. The sections of the plugs 30 and 31, which extend outward from the electrode 24, are each provided with a central bore or recess 32 and 33, which extend from the tubular two-pole Electrode extends inward. Guide rings 34 and 35 are on opposite ends of the electrolytic cell assembly 1, each one of the spacer rings 6 and 7 being arranged adjacent. The guide rings 34 and 35 each have a central opening 36 or 37 connected, which is in communication with the bore recesses 32 and 33, respectively. A dowel device 38 extends through the guide ring opening 36 and into a bore or cavity 32, with a opposite end portion thereof extends from the guide ring opening 36 to the outside. A (not shown) identical dowel device extends through the guide ring opening 37 and sits in the bore or cavity 33 of the insulating plug 31. The guide ring 34 is spaced from one another by a number on the circumference arranged slots 3 9 and 40 provided with the Electrolyte passage 27 are in communication, a guide ring 35 with a number on the circumference in Spaced slots 41 and 4 2 are provided, which are connected to the electrolyte passage channel 27 in Connected.
Der Zweck der Kombination aus den Stöpselbohrungen, Führungsringen und Dübeleinrichtungen ist, die zweipolige Elektrode 24 und die röhrenförmigen Elektroden 2 und 3 der röhrenförmigen Hülse 1 konzentrisch in Abstand voneinander angeordnet zu halten. Der Durchfluß eines Elektrolyten durch die Zellenanordnung nach Fig. 1 ist gegenThe purpose of the combination of the plug holes, guide rings and dowel means, the bipolar electrode 24 and the tubular electrodes 2 and 3 of the tubular sleeve 1 concentrically spaced from each other arranged to keep. The flow of an electrolyte through the cell arrangement according to FIG. 1 is against
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undichte Stellen bzw. Leck mit Hilfe der O-Ringe 4 3, 44, 45, 46, 47, 48 und 49, wie gezeigt, abgedichtet. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß mit Hilfe der Abstandshalterringe.6 und 7 und der Kombination der Stöpse!bohrung, des Führungsringes und der Dübeleinrichtung eine Vielzahl von Zellenanordnungen in einem End-zu-Endverhältnis zueinander zusammengebaut werden können, wie in Fig. 2 gezeigt. leaks or leaks with the help of the O-rings 4 3, 44, 45, 46, 47, 48 and 49 sealed as shown. From Fig. 1 it can be seen that with the help of the spacer rings.6 and 7 and the combination of the plug hole, of the guide ring and the dowel device, a plurality of cell arrangements in an end-to-end relationship with one another can be assembled as shown in FIG.
Im Betriebszustand wird ein Kochsalzelektrolyt, z.B. Seewasser oder eine Salzlösung, durch den Elektrolytdurchgangskanal 27 geleitet, während die Anordnung durch die Eingangsleitungen 22 und 2 3 mit elektrischer Energie gespeist wird. Der elektrische Gleichstrom fließt von der röhrenförmigen Anode 2 durch die Platinauskleidung 25, durch den Elektrolyt im Durchlaßkanal 27 zueinem Abschnitt der zweipoligen Elektrode 24 neben der Anode 2. Dort besteht ein Spannungsabfall bzw. Spannungsgefälle zwischen der Anode 2 und dem Teil der zweipoligen Elektrode neben der Anode 2, wobei dieser Teil der zweipoligen Anode zur Anode 2 kathodisch wirkt. Infolge des an die zwei-: polige Elektrode 24 neben der Anode 2 aufgedrückten Potentials fließt jedoch Strom entlang der Gesamtlänge der Elektrode 24. Am Abschnitt der Elektrode 24 neben der röhrenförmigen Kathode 3 fließt Strom aus dem Platinüberzug 2 6 durch den Elektrolyten in dem Durchlaßkarial 27 zur röhrenförmigen Kathode 3, wobei infolge des Spannungsabfalls die Kathode 3 negativer als der Teil der zweipoligen Elektrode neben der Kathode 3 ist, der Teil der zweipoligen Elektrode neben der Kathode 3 in Bezug auf die Kathode 3 anodisch ist. Mit dieser Anordnung und infolge der zweipoligen Natur der Elektrode 24 kann der Strom von der Anode 2 durch die Elektrode 24 und zur Kathode 3 ohneIn the operating state, a saline electrolyte, e.g. sea water or a saline solution, is passed through the electrolyte passage channel 27 while the arrangement is fed with electrical energy through the input lines 22 and 23 will. The direct electric current flows from the tubular anode 2 through the platinum lining 25, through the electrolyte in the passage 27 to a portion of the two-pole electrode 24 next to the anode 2. There is a voltage drop or voltage gradient between the anode 2 and the part of the two-pole electrode next to of the anode 2, this part of the two-pole anode having a cathodic effect on the anode 2. As a result of the two-: pole electrode 24 next to the anode 2 imposed potential, however, current flows along the entire length of the Electrode 24. At the portion of the electrode 24 adjacent to the tubular cathode 3, current flows from the platinum coating 2 6 through the electrolyte in the Durchlaßkarial 27 to the tubular cathode 3, whereby as a result of the voltage drop the cathode 3 is more negative than the part of the bipolar electrode next to the cathode 3, the part of the bipolar Electrode next to cathode 3 is anodic with respect to cathode 3. With this arrangement and as a result The bipolar nature of the electrode 24 allows the current from the anode 2 through the electrode 24 and to the cathode 3 without
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Verwendung elektrischer Leitungen bzw. Schaltungen innerhalb der Zellenanordnungen geleitet werden.Use of electrical lines or circuits within of the cell arrays are conducted.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Leitungssystems mit einer Vielzahl von Elektrolytzellenanordnungen nach Fig. 1 in einem endweisen Verhältnis nach der vorliegenden Erfindung.Fig. 2 shows a schematic view of a line system with a plurality of electrolytic cell assemblies according to FIG. 1 in an end-to-end ratio according to the present invention Invention.
Bei dieser Anordnung sind die jeweils gemäß Fig. 1 ausgebildeten Zellenanordnungen 50, 51, 52 und 53 einer Vielzahl von Zellenanordnungen endweise miteinander verbunden, um ein Leitungssystem mit einem Einlaß 51 und einem Auslaß 55 zu erhalten.In this arrangement, the cell arrangements 50, 51, 52 and 53 each formed according to FIG. 1 are of a plurality of cell assemblies connected to one another end by end to form a conduit system with an inlet 51 and an outlet 55 to get.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß jede Zellenanordnung . ein paar Elektrolytzellen in Reihe zueinander aufweist, wobei die Anode 2 und ein benachbarter Abschnitt der Elektrode 24 eine Zelle und die Kathode 3 und ein Abschnitt der Elektrode 24 neben der Kathode 3 die andere Zelle bildet. Diese Doppelzelleneinheit wird beispielsweise mit Gleichstrom von 14 Volt zum Anlegen von jeweils 7 Volt auf jede Zelle des Zellenpaares voll erregt. Zwei dieser Doppelzelleneinheiten 50 und 51 sind durch die Leitung 5 6 in Reihe verbunden, so daß insgesamt vier Elektrolytzellen vorhanden sind, wovon jede 7 Volt erfordert, so daß insgesamt 28 Volt an die in Re?'.he geschalteten Einheiten 50 und 51 aufgedrückt werden müssen. Ein anderes Paar identischer Anordnungen 5 2 und 5 3 ist in den endweisen Verhältnis nach Fig. 2 vorgesehen. Die Anordnungen 5 2 und 53 sind durch eine Leitung 57 elektrisch in Reihe geschaltet. From Fig. 1 it can be seen that each cell arrangement. a pair of electrolyte cells in series with one another, with the anode 2 and an adjacent portion of the electrode 24 forms one cell and the cathode 3 and a portion of the electrode 24 next to the cathode 3 forms the other cell. This twin cell unit is powered, for example, with direct current of 14 volts for applying 7 volts to each Cell of the cell pair fully excited. Two of these twin cell units 50 and 51 are through line 5 6 in Series connected so that there are a total of four electrolyte cells, each of which requires 7 volts, so that a total of 28 volts must be applied to the units 50 and 51 connected in right. Another pair of identical ones Arrangements 5 2 and 5 3 are provided in the end-to-end ratio according to FIG. The arrangements 5 2 and 53 are electrically connected in series by a line 57.
Um sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßenden 54 und 55 der Batterie elektrolytischer Zellen auf Erdpotential,To bring both the inlet and outlet ends 54 and 55 of the electrolytic cell battery to ground,
30981 1/105230981 1/1052
CE-IO98-ACE-IO98-A
d.h. Null Volt, zu halten, sind die beiden Paare dieser in Reihe geschalteter Einheiten parallel elektrisch geschaltet, beispielsweise sind die in Reihe geschäteten Anordnungen 50 und 51 mit den in Reihe geschalteten Anordnungen 5 2 und 5 3 parallelgeschaltet, so daß die Reihenparallelschaltung aus einer gemeinsamen Quelle 5 0 von 28 Volt mit elektrischem Strom versorgt werden kann. Wenn der Mittelpunkt dieser Batterie aus Einheiten bei einem Positivpotential von 28 Volt aufrechterhalten wird, können sowohl der Einlaß als auch der Auslaß 54 bzw. 5 5 für den Elektrolyt bei Erdpotential aufrechterhalten werden. Dadurch werden Korrosionsschaden auf ein Minimum herabgesetzt und ein Schutz gegen elektrischen Schlag oder Brand erzielt« Die auf das System angelegte Spannung hängt von den charakteristischen Spannungsabfällen in jeder Anordnungseinheit ab, wobei sie einen solchen Wert hat, daß der Einlaß und der Auslaß des Systems bei Nullpotential liegen.i.e. zero volts, the two pairs of these series-connected units are electrically connected in parallel, for example, the series-connected arrays 50 and 51 are the series-connected arrays 5 2 and 5 3 connected in parallel, so that the series parallel connection can be supplied with electrical current from a common source 5 0 of 28 volts. if the center of this battery of units is maintained at a positive potential of 28 volts both the inlet and the outlet 54 and 5 5 for the electrolyte are maintained at ground potential. Through this corrosion damage is reduced to a minimum and a protection against electric shock or fire achieved «The voltage applied to the system depends on the characteristic Voltage drops in each assembly unit it has such a value that the inlet and the outlet of the system are at zero potential.
Bezugnehmend auf Fig. 3 zeigt diese Figur, daß die Elektrolytzellenanordnung ein elektrisch leitendes längliches, röhrenförmiges Gehäuse 1' aufweist, das beispielsweise aus Titanium besteht und koaxial zum Gehäuse 1' ein Paar Elektroden 2' und 3' einer röhrenförmigen Konstruktion enthält, die aus Titanium oder einem anderen zweckmässigen Material bestehen. Die Elektroden sind in Längsrichtung zum Gehäuse mit Hilfe eines Isolierungsabstandsscharters 4" isolierend in Abstand voneimmder angeordnet, der zwischen ihnen angeordnet ist. Wie dargestellt, ist der Abstandshalter 4' ein zylindrischer Teil mit einem Endteil, der in einem Endteil der Elektrode 2' teleskopartig angeordnet ist, während der andere Endabschnitt auf ähnliche Weise in einem benachbarten Endabschnitt der Elektrode 3' angeordnet ist. Die Elektroden 2' und 31 sowie der Abstandshalter 4' sind inReferring to Fig. 3, this figure shows that the electrolytic cell assembly comprises an electrically conductive elongate tubular housing 1 'made, for example, of titanium and containing, coaxial with the housing 1', a pair of electrodes 2 'and 3' of tubular construction made of titanium or another suitable material. The electrodes are insulatively spaced longitudinally to the housing by means of an insulating spacer 4 "disposed between them. As shown, the spacer 4 'is a cylindrical portion with one end portion telescopically disposed in one end portion of the electrode 2' while the other end portion is similarly arranged in an adjacent end portion of the electrode 3 '. The electrodes 2' and 3 1 and the spacer 4 'are shown in FIG
30981 1/105230981 1/1052
CE-1098-A 224 A 020CE-1098-A 224 A 020
Bezug auf die Innenwand 5 des Gehäuses 1 in Abstand angeordnet, um einen Durchlaßkanal 61 für den Elektrolyten dazwischen zu bilden. Eine Kappe 7' ist auf einem Ende 8' des Gehäuses 1' isolierend angebracht und deckt dieses Ende ab, während eine andere Kappe 9' am anderen Ende 10' des Gehäuses I1 isolierend angeordnet ist und dieses Ende abdeckt. Die Kappen sind vorzugsweise aus einem Isoliermaterial, wie z.B. einem Methylmethacrylatpolymer (Plexiglas), einem mit Fiberglas verstärkten Polyesterharz, einem Acrylharz oder einem Epoxyharz hergestellt. Jede Kappe 7' bzw. 9' ist mit einem Durchlaßkanal 11' bzw, 12' für den Elektrolyten, die mit dem Durchlaßkanal 6* in Verbindung stehen. Die Enden der röhrenförmigen Elektroden 2' und 31, die von der Abstandshalteranordnung H' entfernt liegen, sind jeweils durch einen Verschlußstöpsel 13' bzw. IU1 verschlossen, die sich von jeder Electrode als eine Zunge nach aussen erstrecken, die einen derartigen Umriß hat, daß sie eine nicht turbulente bzw. keine wirbelnde Strömung des Elektrolytes durch die Kanäle und durch den Elektrolytdurchlaßkanal 6' hindurch leiten kann.With respect to the inner wall 5 of the housing 1 spaced to form a passage 6 1 for the electrolyte therebetween. A cap 7 'is mounted in an insulating manner on one end 8' of the housing 1 'and covers this end, while another cap 9' is arranged in an insulating manner on the other end 10 'of the housing I 1 and covers this end. The caps are preferably made of an insulating material such as a methyl methacrylate polymer (Plexiglas), a polyester resin reinforced with fiberglass, an acrylic resin or an epoxy resin. Each cap 7 'or 9' is provided with a passage channel 11 'or 12' for the electrolyte, which are connected to the passage channel 6 *. The ends of the tubular electrodes 2 'and 3 1 remote from the spacer assembly H' are each closed by a plug 13 'and IU 1 , respectively, which extend outwardly from each electrode as a tongue having such an outline that it can conduct a non-turbulent or no swirling flow of the electrolyte through the channels and through the electrolyte passage channel 6 '.
Eine der Kappen 7' hat eine elektrische positive Leitung oder einen Leiter 15', der sich durch die Kappe hindurch in den Kanal 11', durch den Stöpsel 13' erstreckt und dann in Kontakt mit der Anodenelektrode 21 steht, an welcher er beispielsweise bei 16' verschweißt ist. Die andere Kappe 9' hat einen negativen elektrischen Leiter bzw. eine Leitung 17', die sich durch die Kappe hindurch in den Kanal 12', durch den Stöpsel 14' erstreckt und dann mit der Kathodenelektrode 3' in Kontakt steht, an welcher sie beispielsweise bei 18' verschweißt ist. Die Aussenoberflache der Anodenelektrode 2' ist mit einem Überzug 19' aus einem Metall aus der Platingruppe, beispielsweiseOne of the caps 7 'has an electrical positive lead or conductor 15' which extends through the cap into the channel 11 ', through the plug 13' and then in contact with the anode electrode 2 1 , on which it is for example at 16 'is welded. The other cap 9 'has a negative electrical conductor or line 17', which extends through the cap into the channel 12 ', through the plug 14' and then with the cathode electrode 3 'in contact, on which it is for example is welded at 18 '. The outer surface of the anode electrode 2 'is covered with a coating 19' made of a metal from the platinum group, for example
- 10 309811/1052 - 10 309811/1052
CE-10S8-A „ 22U020CE-10S8-A "22U020
ffff
Platin, Rhodium, Iridium, vorzugsweise Platin, versehen. Die Innenwand 5' des Gehäuses I1 ist mit einem Metallüberzug 20' aus einem Metall aus der Platingruppe und vorzugsweise aus Platin an einem Abschnitt desselben neben der Anode 31 versehen« Die Gesamtoberfläche der Innenwand 5' und die Aussenoberflachen der Anode 2' und der Kathode 3' können jedoch mit einem Metall aus der Platingruppe überzogen sein.Platinum, rhodium, iridium, preferably platinum, provided. The inner wall 5 'of the housing I 1 is provided with a metal coating 20' made of a metal from the platinum group and preferably made of platinum on a portion of the same next to the anode 3 1 «The total surface of the inner wall 5 'and the outer surfaces of the anode 2' and the However, the cathode 3 'may be coated with a metal from the platinum group.
Eine Einlaßleituhg 21' ist mit der Kappe 91 in Verbindung mit dem Kanal 12' durch eine Dichtung 22' verbunden, die an der Kappe 9' durch Bolzen 23' und 24' befestigt ist. Eine Auslaßleitung 25 ist mit der Kappe 7' in Verbindung mit dem Kanal 11' durch eine Dichtung 26' verbunden, die an der Kappe 7' durch Bolzen 27' und 20' befestigt ist. Die Kappe 7' ist an einem Ende 8' des Gehäuses 1' durch eine Dichtung 29' verbunden; die an der Kappe 7' durch Bolzen 30' und 31' befestigt ist. Die Kappe 9' ist an einem anderen Ende 10' des Gehäuses 1' durch eine Dichtung 32' verbunden, die an der Kappe 9' durch Bolzen 33' und 34' befestigt ist.An inlet duct 21 'is connected to the cap 9 1 in communication with the channel 12' by a gasket 22 'which is attached to the cap 9' by bolts 23 'and 24'. An outlet conduit 25 is connected to the cap 7 'in communication with the channel 11' by a gasket 26 'which is attached to the cap 7' by bolts 27 'and 20'. The cap 7 'is connected at one end 8' of the housing 1 'by a seal 29'; which is attached to the cap 7 'by bolts 30' and 31 '. The cap 9 'is connected to another end 10' of the housing 1 'by a seal 32' which is attached to the cap 9 'by bolts 33' and 34 '.
Im Arbeitszustand wird ein Kochsalzlösungselektrolyt, z.B. Seewasser oder eine Salzlösung, durch die Elektrolytzellenanordnung hindurchgeleitet, während die Anordnung durch die Leiter 15' und 17' mit elektrischem Strom gespeist wird. Der elektrische Gleichstrom fließt von der Anode 2' durch den Elektrolyten im Durchlaßkanal 6' zum Abschnitt A des Gehäuses 1' neben der Anode 21. Ein Spannungsabfall zwischen der Anode 2' und dem Abschnitt A des Gehäuses 1' ist vorhanden, wobei der Abschnitt A zur Anode 2' kathodisch ist. Infolge des auf die Kathode 3' durch die Leitung 17' aufgedrückten negativen Potentials fließtIn the working state, a saline solution electrolyte, for example sea water or a saline solution, is passed through the electrolyte cell arrangement, while the arrangement is fed with electrical current through the conductors 15 'and 17'. The electrical direct current flows from the anode 2 'through the electrolyte in the passage 6' to the section A of the housing 1 'next to the anode 2 1 . There is a voltage drop between the anode 2 'and the section A of the housing 1', the section A being cathodic to the anode 2 '. As a result of the negative potential impressed on the cathode 3 'through the line 17'
- 11- 11
30981 1 / 1 05 230981 1/1 05 2
CE-1O98-A 22 A ACE-1O98-A 22 A A
jedoch Strom entlang der Gesamtlänge des Gehäuses I1. Am Abschnitt D des Gehäuses fließt Strom aus dem Oberzug 20· durch den Elektrolyten in den Durchlaßkanal 61 zur Kathode 3', wobei infolge der Tatsache, daß die Kathode 3' negativer als der Abschnitt B ist und zwar aufgrund des Spannungsabfalls zwischen dem Abschnitt B und der Kathode 31 der Abschnitt B in Bezug auf die Kathode 31 anodisch ist. Mit dieser Anordnung und infolge der im wesentlichen zweipoligen Natur des Gehäuses I1 kann Strom von der Anode 2' zum Abschnitt A und vom Abschnitt B zur Kathode 3' ohne Verwendung jeglicher elektrischer Leitungen innerhalb der Ze He η an Ordnung geleitet werden.however, current along the entire length of the housing I 1 . At section D of the housing, current flows from the top coat 20 through the electrolyte into the passage 6 1 to the cathode 3 ', due to the fact that the cathode 3' is more negative than the section B, due to the voltage drop between the section B. and the cathode 3 1, the portion B is anodic with respect to the cathode 3 1. With this arrangement, and due to the essentially bipolar nature of the housing I 1 , current can be conducted from the anode 2 'to section A and from section B to cathode 3' without the use of any electrical leads within the cells He η.
Fig. H zeigt eine schematische Ansicht eines Leitungssystems mit einer Anzahl der Elektrolytzellenanordnungen nach Fig. 3.FIG. H shows a schematic view of a line system with a number of the electrolyte cell arrangements according to FIG. 3.
Bei dieser Anordnung sind die Zellenanordnungen 35', 36', 37', 38', einer Vielzahl von Zellenanordnvmgen jeweils gemäß Fig. 1 ausgebildet und miteinander verbunden, um ein Leitungssystem mit einem Einlaß 39' und einem Auslß UO1 zu erhalten. Der Elektrolyt fließt vom Einlaß 39* in die Anordnung 35' und dann in die Anordnung 36' durch die Verbindungsröhre 41', in die und durch die Anordnung 37' durch das Verbindungsrohr 42' und durch die Anordnung 38' durch das Verbindungsrohr 43' und dann aus dem System durch den Auslaß UO1.In this arrangement, the cell assemblies 35 ', 36', 37 ', 38', a plurality of Zellenanordnvmgen each of FIG. 1 are formed and joined together to a conduit system with an inlet 39 'and a Auslß UO to obtain 1. The electrolyte flows from inlet 39 * into assembly 35 'and then into assembly 36' through connecting tube 41 ', into and through assembly 37' through connecting tube 42 'and through assembly 38' through connecting tube 43 'and then out of the system through outlet UO 1 .
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß jede Anordnung ein Paar Elektrolytzellen aufweist, die in Bezug zueinander in Reihe angeordnet sind, d.h. die Anode 2' und ein Abschnitt A des Gehäuses 1' bilden eine Zelle und die Kathode 3' und der Abschnitt B des Gehäuses 1' bilden die andere Zelle. Diese Doppelzelleneinheit ist beispielsweise mitFrom Fig. 3 it can be seen that each arrangement has a pair of electrolyte cells which are in relation to one another in Are arranged in a row, i.e. the anode 2 'and a section A of the housing 1' form a cell and the cathode 3 ' and the section B of the housing 1 'constitute the other cell. This double cell unit is for example with
- 12 3098 11/1052 - 12 3098 11/1052
«3«3
Gleichstrom von 14 Volt voll erregt, um 7 Volt auf jede der Zellen des Zellenpaars aufzudrücken. Zwei dieser Doppelzelleneinheiten 35' und 36' sind durch die Leitung 44' in Reihe elektrisch geschaltet, so daß insgesamt vier Elektrolytenzellen vorhanden sind, wovon jede 7 Volt erfordert, wodurch insgesamt 28 Volt auf die in Reihe geschalteten Einheiten 35· und 36' aufgedrückt werden müssen. Ein anderes Paar identischer Anordnungen 37' und 38' ist vorgesehen, die durch eine Reihenleitung 45' elektrisch verbunden sind.14 volts DC fully energized to impress 7 volts on each of the cells of the cell pair. Two of these Dual cell units 35 'and 36' are through the line 44 'electrically connected in series, so that there are a total of four electrolyte cells, each of which requires 7 volts, whereby a total of 28 volts must be impressed on the series-connected units 35 'and 36'. Another pair of identical assemblies 37 'and 38' are provided which are connected by a row line 45 ' are electrically connected.
Um sowohl die Einlaß- als auch die Auslaßenden einer Batterie der chlorerzeugenden Elektrolytzellen auf Erdpotential, d.h. Null Volt, aufrecht zu erhalten, sind zwei Paare solcher in Reihe geschalteter Einheiten parallelgeschaltet, so z.B. sind die Reihenanordnungen 35'und 36' mit den Reihenanordnungen 37' und 38' parallelgeschaltet:, so daß die Reihenparallelschaltung aus einer gemeinsamen Quelle von 28 Volt mit elektrischer Energie gespeist werden kann. Wenn der Mittelabgriff dieser Batterie aus Zellen bei 28 Volt positiven Potentials gehalten wird, können der Einlaß 39' und der Auslaß 40' für den Elektrolyten bei Erdpotential gehalten werden» Dadurch werden Korrosionsschäden auf ein Minimum herabgesetzt und Schutz gegen elektrischen Schlag oder Brand erzielt. Die auf das System angelegte Spannung hängt von dem charakteristischen Spannungsabfall in jeder Anordnung ab und hat einen solchen Wert, daß der Einlaß und der Auslaß des Systems bei Nullpotential liegen.To bring both the inlet and outlet ends of a battery of chlorine-generating electrolyte cells to ground potential, i.e. zero volts, two pairs of such series-connected units are connected in parallel, for example the series arrangements 35 'and 36' are connected in parallel with the series arrangements 37 'and 38' :, so that the series-parallel connection from a common source of 28 volts of electrical energy can be fed. When the center tap of this battery of cells is held at 28 volts positive potential the inlet 39 'and the outlet 40' for the electrolyte can be kept at ground potential corrosion damage is reduced to a minimum and protection against electric shock or fire is achieved. The voltage applied to the system depends on the characteristic The voltage drop in each arrangement decreases and has such a value that the inlet and the outlet of the system are at zero potential.
Verschiedene Abänderungen der Erfindung sind innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche möglich.Various modifications of the invention are possible within the scope of the appended claims.
- 13 -- 13 -
30981 1/105230981 1/1052
Claims (3)
Isolierungsstöpseln in Verbindung steht und jede Führungseinrichtung am Kreisumfang in Abstand voneinander angeordnete Schlitze aufweist, die mit dem Elektrolytdurchlaßkanal in Verbindung stehen, und daß eine Dübeleinrichtung vorgesehen ist, die sich durch die Mittelöffnung der Führungseinrichtung hindurch erstreckt und in der Bohrung bzw. Ausnehmung sitzt.each guide device having a central opening which is connected to the bores or recesses in the
Isolation plug is connected and each guide device on the circumference has spaced slots which are in communication with the electrolyte passage, and that a dowel device is provided which extends through the central opening of the guide device and sits in the bore or recess.
Elektrodenpaares angeordnet ist, ein Isolierring ist.7. Elektrolytzcllenanordnung according to claim 2, characterized in that the insulating device, which is arranged between the electrodes of the electrode pair, is an insulating ring, and that the insulating device, which is at each opposite end of the combined
Electrode pair is arranged, is an insulating ring.
daß mindestens zwei Paare der Anordnungen in einem
endweisen Verhältnis zueinander miteinander verbunden sind, so daß sie ein Elektrolytleitungssystem bilden, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, wobei die Anordnungen der jeweiligen Paare in Reihe elektrisch miteinander
verbunden sind und ein Paar mit dem anderen Paar parallel-Line system with a number of electrolyte cell arrangements according to Claim 2, characterized in that
that at least two pairs of arrangements in one
are interconnected endwise relationship to one another so that they form an electrolyte conduit system having an inlet and an outlet, the assemblies of the respective pairs in series electrically with one another
connected and one pair with the other pair in parallel
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Ipc: C25B 9/00 |
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Free format text: ANDERSON, EDWARD P., FOND DU LAC, WIS., US LAMB, THOMAS J., MENDHAM, N.J., US |
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D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: ENGELHARD CORP., 08830 ISELIN, N.J., US |
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8364 | No opposition during term of opposition |