DE411048C

DE411048C - Electrolytic apparatus

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Publication number: DE411048C
Application number: DES64573D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-12-18
Filing date: 1923-12-18
Publication date: 1925-03-25

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN
AM 25. MÄRZ 1925ISSUED
MARCH 25, 1925

REICHS PATE NTAMTREICH'S PATEN OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi411048 -KLASSE 12 i GRUPPE JVi411048 - CLASS 12 i GROUP

(S 64573!Ύ\(S 64573! Ύ \ i2i)i2i)

John Pressly Scott in Toronto, Canada.John Pressly Scott in Toronto, Canada.

Elektrolytischer Apparat. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1923 ab. Electrolytic apparatus. Patented in the German Empire on December 18, 1923.

Die Erfindung betrifft Apparate, die für die elektrolytische Herstellung von Stoffen in gasförmigem Zustande bestimmt sind, und zwar insbesondere solche Apparate dieser Art, bei denen zur Verbindung der Anolyt- und Katholytabteilungen von mehreren elektrischen Zellen mit den Anolvt- bzw. Katholvt-Gasabscheidekammern Leitungen in der Weise angeordnet sind, daß für den Umlauf des Anolyten und des Katholyten gesonderte Systeme geschaffen werden.The invention relates to apparatus used for the electrolytic production of substances in gaseous form Conditions are determined, in particular those apparatuses of this kind in which the anolyte and catholyte departments are connected of several electrical cells with the anolvt or catholvt gas separation chambers Lines are arranged in such a way that for the circulation of the anolyte and the catholyte separate systems are created.

Die Erfindung bezweckt, die Herstellung derartiger Apparate zu verbilligen und ihre Leistungsfähigkeit zu erhöhen; ferner Appa-The invention aims to make the production of such apparatus cheaper and their To increase efficiency; further appa-

rate dieser Art herzustellen, die gedrängt in der Bauart und von derber Konstruktion sind, die nicht leicht in Unordnung geraten und bequem zu reparieren sind, die sich allen Anforderungen leicht anpassen lassen und verhältnismäßig geringen Oberflächenraum und Platz in räumlicher Beziehung beanspruchen und bei denen das Verhältnis der Gaserzeugung und dementsprechend die in Frage kommenden Kräfte und Energiemengen sehr groß sind.to produce rates of this kind, which are compact in design and of rugged construction, that are not easily messed up and are convenient to repair that meet all requirements Can be easily adapted and relatively little surface space and space claim in spatial relationship and in which the ratio of gas generation and accordingly the forces and amounts of energy in question are very large.

Ferner soll eine Einrichtung geschaffen werden, die das Ausscheiden von Stoffen in den drei Aggregatszuständen, dem festen, flüssigen und gasförmigen, aus dem Elektrolyten ermöglicht, sowie eine Einrichtung zur Abscheidung eines oder mehrerer derartiger Stoffe sowie zu ihrer Rückführung in den Apparat.In addition, a facility is to be created that will allow substances to be eliminated in the three states of aggregation, solid, liquid and gaseous, from the electrolyte allows, as well as a device for the deposition of one or more such Substances and their return to the apparatus.

Ein weiterer Zweck besteht darin, Mittel vorzusehen, mittels deren die Reinheit der (.'lektrolytischen Erzeugnisse geregelt, überwacht und erhöht werden kann, sowie solche Mittel, die es ermöglichen, die Dichte der elektrolytischen Lösung, die die Neigung haben sollte, in verschiedenen Teilen des Apparates ungleichförmig zu werden, zu regeln, zu überwachen und zu vergleichmäßigen bzw. auf deren Vergleichmäßigung hinzuwirken. Another purpose is to provide means by which the purity of the (.'electrolytic products regulated, monitored and can be increased, as well as those means that allow the density of the electrolytic solution that the slope should have to become non-uniform in different parts of the apparatus, too regulate, monitor and equalize or work towards their equalization.

Weiterhin bezweckt die Erfindung eine Einrichtung zu schaffen, um den Apparat von Ansammlungen von elektrolytischen oder anderen Erzeugnissen zu befreien, die sich etwa in dem Apparat angesammelt haben.A further object of the invention is to provide a device for the apparatus of To free the build-up of electrolytic or other products from the have accumulated in the apparatus.

Ferner bezweckt die Erfindung, an verschiedenen Stellen des Apparates Isoliervorrichtungen einzuschalten, wodurch ein wirksamer Betrieb und reinere Erzeugnisse gesichert werden und durch die der Stromfluß durch den Apparat geleitet sowie Nebenströme verhindert bzw. beschränkt werden. Another object of the invention is to provide isolation devices at various points in the apparatus switch on, ensuring efficient operation and cleaner products, and allowing the flow of electricity passed through the apparatus and secondary flows are prevented or restricted.

Abb. ι stellt einen die Erfindung verkörpernden Apparat in Seitenansicht dar;Fig. Ι shows an apparatus embodying the invention in side view;

Abb. 2 ist eine Ansicht von dem einen Ende;Figure 2 is a view from one end;

Abb. 3 zeigt einen Teil des Rohrsystems in Aufsicht;Fig. 3 shows a part of the pipe system in plan;

Abb. 4 ist eine Aufsicht auf einen Teil des Apparates mit einem Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Abb. 1;Fig. 4 is a plan view of part of the apparatus with a partial section after Line 4-4 of Figure 1;

Abb. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Abb. 1 ;Fig. 5 is a section along line 5-5 of Fig. 1;

Abb. 6 ist eine Einzelschnittdarstellung, die eine andere Ausführungsform zeigt; Abb. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8; Abb. 8 ist eine Einzeldarstellung einer Schauglas- und Isolierverbindung; Abb. 9 stellt in Aufsicht ein Rückführungssammelrohr dar;Fig. 6 is a detail sectional view showing another embodiment; Figure 7 is a section on line 8-8; Fig. 8 is a single representation of a Sight glass and insulating connection; Fig. 9 is a plan view of a return manifold dar;

Abb. 10 zeigt dieses Sammelrohr in Seitenansicht; Fig. 10 shows this manifold in side view;

Abb. 11 ist eine Endansicht auf eine isolierte Rohrverbindung;Figure 11 is an end view of an insulated pipe joint;

Abb. 12 ist ein Längsschnitt nach der Linie 19-19 der Ablb. 11.Fig. 12 is a longitudinal section on line 19-19 of Fig. 11.

Der Apparat besteht aus mehreren in Reihen angeordneten Zellengruppen A, deren jede zweckmäßig mehrere Zelleneinheiten J5 enthält. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält jede Einheit eine Zellen- oder Scheidewand i, z.B. aus dünnem Stahlblech, die zwischen nach innen gerichtete Flanschen 2 zweier Rahmenteile 3 geklemmt sind. Die Teile 3 sind mit einem Außenflansch 4 versehen. Sämtliche Zellenwände mit Ausnahme derjenigen, die die Endwände der Zellengruppen bilden, tragen auf beiden Seiten eine Elektrode von geeigneter Ausbildung. Jede Endwand der Gruppe trägt eine Elektrode. Beim Zusammensetzen der Zelleneinheiten wird zwischen die Flansche 4 der benachbarten Zellen ein durchlässiges Diaphragma 5 geklemmt. Die Diaphragmen 5 sowie die Trennwände 1 wechseln miteinander ab, und parallel zu jeder Diaphragmaflache und ihr dicht gegenüberliegend ist eine Elektrode angeordnet, so daß, wenn die Zellenräume zwischen den Trennwänden mit einem Elektrolyten gefüllt sind und ein Strom durch die Gruppe geschickt wird, an der Anodenelektrode Sauerstoff und an der Kathodenelektrode Wasserstoff gebildet wird. Der Anolytzellenraum einer Einheit ist von dem Katholytzellenraum der benachbarten Einheit durch das Diaphragma 5 getrennt, durch das der Elektrolyt hindurchtreten kann, das aber den Durchtritt des Gases verhindert.The apparatus consists of several cell groups A arranged in rows, each of which suitably contains several cell units J5. In the embodiment shown, each unit contains a cell or partition wall i, for example made of thin sheet steel, which are clamped between inwardly directed flanges 2 of two frame parts 3. The parts 3 are provided with an outer flange 4. All cell walls, with the exception of those which form the end walls of the cell groups, have an electrode of suitable design on both sides. Each end wall of the group carries an electrode. When assembling the cell units, a permeable diaphragm 5 is clamped between the flanges 4 of the neighboring cells. The diaphragms 5 and the partition walls 1 alternate with one another, and an electrode is arranged parallel to each diaphragm surface and directly opposite it, so that when the cell spaces between the partition walls are filled with an electrolyte and a current is sent through the group at which Oxygen is formed at the anode electrode and hydrogen is formed at the cathode electrode. The anolyte cell space of one unit is separated from the catholyte cell space of the adjacent unit by the diaphragm 5, through which the electrolyte can pass, but which prevents the passage of the gas.

Jede beliebige Anzahl von in Reihe geschalteten Einheiten kann benutzt werden.Any number of units connected in series can be used.

Jeder Anolytrahmenteil 3 ist mit zwei Öffnungen 6 und 7 und jeder Katholytrahmenteil 3 mit zwei Öffnungen 8 und 9 versehen. Mit den Öffnungen 6 jeder Gruppe steht ein Rücklaufsamtnelrohr 10 in Verbindung. Ein ähnliches Sammelrohr 11 steht mit den Öffnungen 9 jedes Zellenraumes jeder Gruppe in Verbindung. Ein Sammelrohr 12 ist mit sämtlichen Öffnungen 7 und ein ι Sammelrohr 13 mit dem Innern der Zellen durch die Öffnungen 8 jeder Gruppe verbunden. Die Öffnungen 8 sowie das Sammelrohr ' 13 sind von größerer Durchlaßweite als die Öffnungen 7 und das Sammelrohr 12.Each anolyte frame part 3 has two openings 6 and 7 and each catholyte frame part 3 provided with two openings 8 and 9. With the openings 6 of each group is a return tube 10 in connection. A similar manifold 11 is connected to the openings 9 of each cell space each Group in connection. A manifold 12 is with all openings 7 and a ι collecting tube 13 connected to the interior of the cells through the openings 8 of each group. The openings 8 and the manifold '13 are larger than the passage width Openings 7 and the manifold 12.

Von jedem Sammelrohr 12 geht ein Steigrohr 14 aus, das mit einem Sauerstoff-Anolythauptrohre 15 in Verbindung steht, während ein Steigrohr 16 von jedem Sammelrohr 13 zu einem Wasserstoff-Katholythauptrohr 17 führt. Die Hauptrohre 15 und 16 sind inA riser pipe 14 extends from each collecting pipe 12 and is connected to an oxygen-anolyte main pipe 15 communicates, while a riser pipe 16 from each header pipe 13 leads to a main hydrogen catholyte pipe 17. The main pipes 15 and 16 are in

einiger Entfernung oberhalb der oberen Zellenenden angeordnet (Abb. i). Das Hauptrohr 15 steht mi't dem oberen Teil eines Sauerstoffabscheidebehälters 18 in Verbindung, während das Hauptrohr ι J in den oberen Teil eines Wasserstoffabscheidebehälterssome distance above the upper cell ends (Fig. i). The main pipe 15 is connected to the upper part of an oxygen separation container 18, while the main pipe ι J is in the upper part of a hydrogen separation container

19 mündet.19 opens.

Das Sammelrohr 10 steht mit einem Hauptrohr 20 in \^erbindung, das seinerseits in den unteren Teil des Behälters 18 mündet, und das Sammelrohr 11 ist an ein Hauptrohr 21 angeschlossen, das in den unteren Teil des Behälters 19 eintritt. Die Hauptrohre 15, 17,The collecting pipe 10 is connected to a main pipe 20, which in turn opens into the lower part of the container 18, and the collecting pipe 11 is connected to a main pipe 21, which enters the lower part of the container 19. The main pipes 15, 17,

20 und 2r dienen dazu, die gasförmigen Er-Zeugnisse der Elektrolyse zusammen mit dem mitgerissenen Elektrolyten aus den Elektrolytzellen in die Atracheidebehälter 18 und 19 zu führen, in denen die Abscheidung der gasförmigen Erzeugnisse von dem flüssigen Elektrolyten erfolgt, sowie für den Rückfluß des im wesentlichen von Gas befreiten Elektrolyten aus den Behältern in die Zellen zu sorgen, wodurch ein geschlossener Kreislauf für den Elektrolyten aufrechterhalten wird.20 and 2r serve to combine the gaseous Er-certificates of electrolysis with the entrained electrolyte from the electrolyte cells into the atracheid container 18 and 19, in which the separation of the gaseous products from the liquid Electrolyte takes place, as well as for the reflux of the electrolyte essentially freed from gas from the containers into the cells, which maintains a closed circuit for the electrolyte.

Wie die Zeichnungen erkennen lassen, stehen die Sammelrohre 10 und 11 mit den unteren Teilen der Zellenräume in Verbindung, so daß der von Gas befreite Elektrolyt der Bahn der aufsteigenden Gase nicht entgegenströmt. As the drawings show, the headers 10 and 11 are with the lower parts of the cell spaces in connection, so that the electrolyte freed from gas does not flow against the path of the rising gases.

Der Austritt aus den Hauptrohren 15 und 17 in die Behälter 18 bzw. 19 erfolgt durch isolierende Rohrabschnitte 22 und 23 hindurch. Das Gemisch von Gas und Elektrolyten, das durch die selbsttätige, auf dem Gasgehalt beruhende Hubwirkung in die Behälter übergeführt wird, tritt oberhalb des Spiegels des Elektrolyten in den Behälter in diese aus.The exit from the main pipes 15 and 17 into the containers 18 and 19 takes place through insulating pipe sections 22 and 23 therethrough. The mixture of gas and electrolytes, this is due to the automatic lifting effect into the container based on the gas content is transferred, enters the container in above the level of the electrolyte this off.

In der Nähe des unteren Endes des Behälters 18 oberhalb seines Bodens ist ein mit einem Ventil ausgerüstetes Rohr 25 vorgesehen. Ein ähnliches Rohr 26 geht von dem Behälter 19 aus. 25 stellt die Verbindung mit einem Wiederverteilungsibehälter 27 (Abb. 1) her sowie durch das mit einem Ventil versehene Abzweigrohr 28 die Verbindung mit dem Rücklaufhauptrohr 20. 26 ist in ähnlicher Weise mit dem Behälter 27 und dem Rücklaufhauptrohr 21 durch das mit Ventil versehene Zweigrohr 29 verbunden. Ein mit \⁷entil versehenes Verbindungsrohr 30 ist zwischen dem Behälter 27 und dem Hauptrohr 20 vorgesehen und ein weiteres ähnliches mit Ventil augerüstetes Verbindungsrohr 31 zwischen dem genannten Behälter und dein Hauptrohr 21. Gewünschtenfalls kann der Elektrolyt, nachdem er von seinem Gase befreit ist, mittels einer in dem Behälter 27 vorgesehenen Dampfschlange erhitzt werden.In the vicinity of the lower end of the container 18 above its bottom, a tube 25 equipped with a valve is provided. A similar pipe 26 extends from the container 19. 25 connects to a redistribution tank 27 (Fig. 1) and connects to the main return pipe 20 through the valved branch pipe 28. 26 is similarly connected to the tank 27 and main return pipe 21 through the valved branch pipe 29 tied together. A with \ ⁷ alve provided connecting pipe 30 is provided 27 and the main pipe 20 between the container and another similar eye rüstetes with valve connecting pipe 31 21 between said container and your main pipe If desired, the electrolyte after it is freed from its gases, means a steam coil provided in the container 27.

Der Behälter 27 ist mit einem Thermometer 33 versehen, mittels dessen die Temperatur des Elektrolyten festgestellt werden kann. Ähnliche Thermometer 34 können in den Anolyt- und Katholythauptrohren 15 und 17 zwischen den Isolierverbindungen 22 und 23 und den Behältern r8 und 19 vorgesehen >ein.The container 27 is provided with a thermometer 33 by means of which the temperature of the electrolyte can be determined. Similar thermometers 34 can be provided in the main anolyte and catholyte pipes 15 and 17 between the insulating joints 22 and 23 and the containers r8 and 19.

An verschiedenen Stellen des Rohrsystems können Schaugläser 35 vorgesehen sein. Ferner sind zweckmäßig an den Behältern 18 und 19 sowie an anderen Stellen des Apparates Wasserstandsgläser 36 angeordnet.Sight glasses 35 can be provided at various points in the pipe system. It is also useful to attach them to containers 18 and 19 and to other parts of the apparatus Water level glasses 36 arranged.

Zur Erzielung des Umlaufs des Elektrolyten und der entstehenden Gase durch das System ist es erwünscht, daß an einer Stelle des Umlaufsystems die Temperatur der Gase sowie des mitgerissenen Anolyten und Katho- !yten niedriger ist als die Temperatur des Elektrolyten und der Gase in den Zellen, wodurch das Volumen des Inhalts des Systems entweder durch Zusammenziehung infolge der erniedrigten Temperatur oder durch die Kondenswirkung verringert wird.To achieve the circulation of the electrolyte and the resulting gases through the System it is desirable that at one point in the circulation system the temperature of the gases as well as the entrained anolyte and catho- ! yten is lower than the temperature of the electrolyte and the gases in the cells, causing the volume of the contents of the system either by contraction as a result of the lowered temperature or by the condensation effect.

Bei der dargestellten Ausführungsforni wird die Erniedrigung der Temperatur in den Abscheidebehältern 18 und 19 durchgeführt. Es versteht sich aber, daß Kühlkammern an irgendeiner Stelle zwischen den Zellen und den genannten Behältern angeordnet sein können. Zweckmäßig wird in den oberen Teilen der Behälter, in denen sich der mitgerissene Elektrolyt infolge der Schwere von dem Gase trennt, eine Temperatur aufrechterhalten, die niedriger ist als diejenige des Elektrolyten in den unteren Teilen der Behälter'.In the embodiment shown, the lowering of the temperature in the Separation tanks 18 and 19 carried out. It goes without saying, however, that cooling chambers be placed anywhere between the cells and said containers can. It is useful in the upper parts of the container in which the entrained Electrolyte separates from the gases due to its gravity, maintain a temperature, which is lower than that of the electrolyte in the lower parts of the containers.

Dies kann dadurch erreicht werden, daß man sämtliche Teile des Umlaufsystems, mit Ausnahme vielleicht der eigentlichen Zellen, mit einer isolierenden Hülle versieht, die oberen Teile der Behälter 18 und 19 dagegen frei läßt, so daß die Raumtemperatur die Feuchtigkeit und die mitgerissenen Verunreinigungen, wie Na OH oder KOH, zum Kondensieren bringt und sie veranlaßt, in den in den unteren Teilen der Behälter befindlichen Elektrolyten zu fallen, bevor die Gase durch Rohr 64 entweichen.This can be achieved by having all parts of the circulation system Except perhaps the actual cells, which are provided with an insulating cover Upper parts of the container 18 and 19, however, leaves free, so that the room temperature the Moisture and the entrained impurities, such as Na OH or KOH, to condense brings and causes them to be located in the lower parts of the container Electrolytes to drop before the gases escape through tube 64.

In Abb. 5 ist die Isolierung 37 der unteren Teile der Behälter in gestrichelten Linien angedeutet. In Fig. 5, the insulation 37 of the lower parts of the container is indicated in dashed lines.

Gewünschtenfalls können die oberen Teile der Behälter, in denen das Gas sich vom Elektrolyten trennt, mit Hilfe eines Wassermantels 38 (Abb. 6) oder mit Hilfe einer Rohrschlange gekühlt werden.If desired, the upper parts of the container in which the gas is separated from the electrolyte separates, with the help of a water jacket 38 (Fig. 6) or with the help of a pipe coil be cooled.

Die Böden der Behälter 18 und 19 sind zweckmäßig kegelförmig gestaltet und mit Abzugsventilen 118 ausgerüstet. Jeder der Behälter ist ferner mit einem mit Ventil versehenen Ablaß- und Probeentnahmerohr 119The bottoms of containers 18 and 19 are appropriately designed cone-shaped and equipped with trigger valves 118. Everyone who The container is also provided with a valved drain and sample tube 119

ausgerüstet, durch das Proben des Elektrolyten für Untersuchungszwecke entnommen werden können.equipped, by taking samples of the electrolyte for investigation purposes can be.

Die Hauptrohre 15, 17, 20 und 21 sind in eine Anzahl von mit Flanschen versehenen Rohrabschnitten unterteilt, von denen jeder von dem anderen mittels einer isolierenden Zwischenlage 39 (Abb. 11 und 12) elektrisch isoliert ist. Die Flansche der Rohrabschnitte sind miteinander sowie mit der Zwischenlage 39 mit Hilfe von Bolzen verbunden, die von den Flanschen durch Isolierhülsen 40 isoliert sind. Die Zwischenlage 39 besteht zweckmäßig aus einem Stoffe, der der Wirkung des heißen Elektrolyten und der in Entstehung begriffenen Gase widersteht und der unter dem Druck der Verbindungsschrauben nur wenig zusammengedrückt wird, wie Dichtungsplatten aus gepreßtem Asbest.The main pipes 15, 17, 20 and 21 are in divided a number of flanged pipe sections, each of which from the other by means of an insulating intermediate layer 39 (Figs. 11 and 12) is isolated. The flanges of the pipe sections are with each other as well as with the intermediate layer 39 connected by means of bolts, which are isolated from the flanges by insulating sleeves 40 are. The intermediate layer 39 is expediently made of a substance that has the effect of the the hot electrolytes and the gases in the process of being formed and those under the Pressure of the connecting screws is only slightly compressed, like sealing plates made of pressed asbestos.

Durch Unterteilung der Hauptrohre sowie durch elektrische Isolierung der einzelnen Abschnitte voneinander wird die Entstehung von Nebenschlußströmen verhindert und die Erzeugung unreiner Gase auf ein zu vernachlässigendes Maß verringert. Die Anzahl der Unterabteilungen zwischen zwei beliebigen Zellengruppen beträgt bei der dargestellten Verkörperung des Erfindungsgegenstandes zwei; man kann die Zahl aber gewünschtenfalls erhöhen.By subdividing the main pipes and electrically isolating the individual sections from each other, the generation of shunt currents is prevented and the generation impure gases reduced to a negligible level. The number of subdivisions between any two Cell groups is in the illustrated embodiment of the subject matter of the invention two; but you can increase the number if desired.

Jedes Rücklaufsamnielrohr 10 steht mit sämtlichen Anodenzellenräumen einer Zellengruppe sowie mit dem Rücklaufhauptrohr 20 durch ein mit Ventil ausgerüstetes Rohr 41 in Verbindung, in das ein Schaurohr eingeschaltet ist. Das Sammelrohr 10 ist ferner mittels eines Steigrohres 42 an ein HilfsrohrEach Rücklaufsamnielrohr 10 stands with all anode cell spaces of a cell group and with the main return pipe 20 by a valve-equipped tube 41 in connection, into which a viewing tube is connected is. The collecting pipe 10 is also connected to an auxiliary pipe by means of a riser pipe 42

43 angeschlossen, das aus isolierten Rohrab- _: schnitten besteht und zu einer Hilfskammer 44 führt, die auf dem den Abscheidebehältern 18 und 19 gegenüberliegenden Ende des i Apparates liegt.Connected 43, the different tube from _isolated: is cut out and leads to an auxiliary chamber 44 which lies on the the separating vessels 18 and 19, opposite end of the apparatus i.

Jedes Rückkehrsammeirohr 11 ist in ähnlicher Weise durch ein Hauptrohr45 mit einer Hilfskammer 46 verbunden, die auf dem gleichen Ende des Apparates wüe die KammerEach return collection tube 11 is similarly through a main tube 45 with a Auxiliary chamber 46 connected to that on the same end of the apparatus would be the chamber

44 liegt. Die Hauptrohre 43 und 45 sowie die Behälter 44 und 46 sind an einer Stelle angeordnet, die höher liegt als irgendeine _; Stelle, bis zu der der Elektrolytspiegel während des Betriebes des Apparates sich heben kann, und die Behälter 44 und 46 sind ■ mit den Rücklaufhauptrohren 20 bzw. 21 durch Steigrohre 47 und 48 verbunden, die ; jedes ein Ventil 49 enthalten und mit einem '■ Ablaßventil 50 versehen sind.44 lies. The main pipes 43 and 45 and the tanks 44 and 46 are arranged at a position which is higher than any _; Point to which the electrolyte level can rise during operation of the apparatus, and the containers 44 and 46 are ■ connected to the return main pipes 20 and 21, respectively, by riser pipes 47 and 48 which; each of a valve 49 included and are provided with a '■ drain valve 50th

Die von den Abscheidebehältern 18 und 19 zu den Zellen führenden Rücklaufhauptrohre 20 und 21 sowie die Abführungshauptrohre 15 und 17 liegen höher als die oberen Enden , des Zellengehäuses, und die Hilfshauptrohre 43 und 45 sowie die Hilfsbehälter 44 und 46 liegen wieder höher als die Hauptrohre 15 und 17. Etwa im Elektrolyten der Abscheidebehälter oder der Rücklaufverbindungen sich bildendes oder in den Elektrolyten gelangendes Gas wird also durch die Strömung desThe from separator tanks 18 and 19 Main return pipes 20 and 21 leading to the cells and the main discharge pipes 15 and 17 are higher than the upper ends, of the cell case, and the auxiliary main pipes 43 and 45 and the auxiliary tanks 44 and 46 are again higher than the main pipes 15 and 17. Approximately in the electrolyte of the separator tank or the reflux compounds that form or get into the electrolyte So gas is caused by the flow of the

: Elektrolyten aus den Kammern mitgerissen und findet einen Ausweg in die Hilfskammern, so daß der Elektrolyt frei von Gas in die Zellen eintritt. Die Hilfskamniern stehen bei der dargestellten Ausführungsform mit der Außenluft in freier Verbindung. Die Gase können aber aus den Hilfskammern gewünschtenfalls auch zu einem Sammelbehälter: Electrolyte is carried away from the chambers and finds a way out into the auxiliary chambers, so that the electrolyte enters the cells free of gas. The auxiliaries are standing in the embodiment shown with the outside air in free communication. the If desired, however, gases can also flow from the auxiliary chambers to a collecting container

. geführt werden.. be guided.

; Die Rücklaufsammeirohre 10 und 11 sowie die Abführungssammelrohre 12 und 13 sind mit den zugehörigen Zellenräumen durch isolierende Steigrohre 51 verbunden, die zweckmäßig mit Schaugläsern 35 ausgerüstet sind. Die Ausführung und Anordnung der Sammelrohre 10 und 11 ist folgende: Das Sammelrohr (Abb. 9 und 10) bildet zusammen mit seinem Verbindungsrohr 41 ein U-förmiges Gebilde, dessen Schenkel wagerecht verlaufen, und zwar derart, daß das Rohr 41 unmittelbar unterhalb des Rücklaufhauptrohres liegt, mit dem es verbunden ist. Das freie Ende des Rohres 41 ist an die Unterseite des Hauptrohres angeschlossen, wobei in die betreffende Verbindung ein Ventil 52 eingeschaltet ist. Jedes Sammelrohr ist mit mehreren nach unten gerichteten Nippeln 53 versehen, die jeder mit einem Steigrohr 51 verbunden sind.; The return collection tubes 10 and 11 as well the discharge manifolds 12 and 13 are with the associated cell spaces by insulating Riser pipes 51 connected, which are expediently equipped with sight glasses 35. The design and arrangement of the manifolds 10 and 11 is as follows: The manifold (Fig. 9 and 10) together with its connecting pipe 41 forms a U-shaped Structure, the legs of which extend horizontally, in such a way that the pipe 41 directly is below the main return pipe to which it is connected. The free end of the pipe 41 is connected to the underside of the main pipe, with the relevant Connection a valve 52 is switched on. Each manifold is provided with a plurality of downwardly directed nipples 53, which are each connected to a riser pipe 51.

Die Steigrohre 51 sowie die isolierten mit Schaugläsern 35 ausgerüsteten Rohrabschnitte sind zweckmäßig in folgender Weise ausgebildet. Zwischen zwei Rohrnippeln 55, die jeder am äußeren Ende mit Gewinde versehen sind, ist in gleicher achsialer Richtung mit ihnen ein dickwandiges Glasrohr 54 (Abb. 8) angeordnet. Die Verbindungsstellen zwischen 54 und den Nippeln sind mit einer biegsamen oder halbbiegsamen Hülse 56 aus Gummi oder einem anderen geeigneten Stoffe überzogen und mit dem Rohre sowie den Nippeln mit Hilfe geeigneter Bänder 57 verbunden. An das mit Gewinde versehene Ende jedes Nippels 55 ist eine Verschraubung 58 angeschlossen, mit deren Hilfe die Schaugläser mit einer Rohrleitung verbunden werden können. Die unterteilten Hauptrohre 15, 17, 20, 21, 43 und 44 werden von einem Rahmen getragen, von dem sie isoliert sind. Dieser Rahmen wird durch eine Reihe von aus Rohren bestehenden Säulen 59 (Abb. 1) gebildet, die in der mittleren Längslinie des Apparates angeordnet sind. Jedes Hauptrohr ruht auf einem Block 60 aus Isoliermaterial, der in der Nähe eines an die Säule angeklemmten QuerarmesThe riser pipes 51 and the insulated pipe sections equipped with sight glasses 35 are expediently designed in the following manner. A thick-walled glass tube 54 (FIG. 8) is arranged with them in the same axial direction between two pipe nipples 55, each of which is provided with a thread at the outer end. The connection points between 54 and the nipples are covered with a flexible or semi-flexible sleeve 56 made of rubber or another suitable material and connected to the tube and the nipples with the aid of suitable straps 57. A screw connection 58 is connected to the threaded end of each nipple 55, with the aid of which the sight glasses can be connected to a pipeline. The divided main pipes 15, 17, 20, 21, 43 and 44 are supported by a frame from which they are insulated. This frame is formed by a series of tubular columns 59 (Fig. 1) arranged along the central longitudinal line of the apparatus. Each main pipe rests on a block 60 of insulating material which is located near a cross arm clamped to the column

6i angebracht ist. Die Hilfskammern 44 und 46 ruhen auf isolierenden Blöcken des Querarmes 61, der die Hauptrohre 15 und 17 auf dem einen Ende des Apparates trägt.
Die Verbindung der Querarme 61 mit den Säulen durch Anklemmen ermöglicht es, daß die Queranne bequem gehoben oder gesenkt werden können, um die Höhenlage der verschiedenen Hauptrohrpaare in bezug auf die Zellen und aufeinander einzustellen, ferner die Montage und den Einbau des Apparates als Ganzes zu erleichtern und die Einstellung des Maßes der Gashubwirkung sowie anderer Zirkulationsbedingungen und der Strömung des Elektrolyten und der Gase innerhalb des Systems zu ermöglichen, derart, daß verschiedene Drucke, seien es hydrostatische oder andere, auf einer oder beiden Seiten, der anolylischen oder katholytischen, des Umlauf- und Erzeugungssystems ausgeglichen werden.6i is attached. The auxiliary chambers 44 and 46 rest on insulating blocks of the cross arm 61 which supports the main pipes 15 and 17 on one end of the apparatus.
The connection of the transverse arms 61 to the columns by clamping enables the transverse pan to be conveniently raised or lowered to adjust the height of the various pairs of main pipes with respect to the cells and each other, and to facilitate assembly and installation of the apparatus as a whole and to allow the adjustment of the amount of gas lifting, as well as other conditions of circulation and the flow of electrolyte and gases within the system, so that different pressures, hydrostatic or otherwise, on one or both sides, anolic or catholic, of the circulating and generation system are balanced.

Urn die Hauptrohre 15, 20 und 43 in von der der Hauptrohre 17, 21 und 45 verschiedene Höhenlagen zu bringen, können die Isolierblöcke 60 auf der einen Seite der Mittellinie des Apparates höher als auf der anderen gehalten werden, oder es kann ein besonderer Ouerarm zur Unterstützung jedes Hauptrohres an Stelle eines einzigen Querarmes zur Unterstützung eines Paares von Hauptrohren vorgesehen sein.Urn main pipes 15, 20 and 43 in from The insulation blocks can be used to bring the main pipes 17, 21 and 45 to different heights 60 higher on one side of the center line of the apparatus than on the other or a special ouer arm can be used to support each main pipe in place of a single cross arm to support a pair of main pipes be provided.

Im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Apparat kann der aus dem Behälter 18 kommende Sauerstoff gewünschtenfalls einem Kühl-, Blubber- und Waschbehälter 62 zugeführt werden. In gleicher Weise kann der Wasserstoff in einen entsprechenden Behälter 63 eingeführt werden. Die Waschbehälter sind, abgesehen von der Größe, gleichartig ausgebildet, so daß die Beschreibung eines Behälters genügt.In connection with the apparatus described above, the can from the container 18 If desired, incoming oxygen is supplied to a cooling, bubbling and washing container 62 will. In the same way, the hydrogen can be introduced into a corresponding container 63. The washing container are, apart from the size, of the same design, so that the description of a Container is sufficient.

Wirkungsweise der Einrichtung: Die Zellen werden mit dem Elektrolyten, beispielsweise einer wäßrigen Lösung einer Säure oder eines Alkalis, gefüllt, und zwar so weit, daß der Elektrolyt im Ruhezustande über den oberen Enden der Zellen in den Auslaß- und Rücklaufsteigrohren steht. Man läßt dann einen geeigneten elektrischen Strom durch sämtliche Zellen des Apparates fließen.How the device works: The cells are filled with the electrolyte, for example an aqueous solution of an acid or an alkali, filled, to the extent that the Rested electrolyte over the tops of the cells in the outlet and return risers stands. A suitable electrical current is then allowed to flow through all the cells of the apparatus.

Die Bildung des oder der Gase sowie die in dem Elektrolyten durch den mit hoher Dichte wirkenden elektrischen Strom entwickelte und gegebenenfalls durch äußere Heizmittel erhöhte Wärme hat eine Zunahme des Volumens des Elektrolyt-Gasgemisches zur Folge, so daß dieses Gemisch über die normale Höhenlage in den Abführungssteigrohren und den Sammelrohren 13 und 14 ansteigt und in die Abführungshauptrohre 21 und 22 tritt, durch die es hindurchfließt, bis der Anolvt die Abscheidekammer iS und der Katholyt die Abscheidekammer 19 erreicht, wo der größere Teil der Gase vom Elektrolyten getrennt wird, während der Anolyt bzw. der Katholyt sich in den unteren Teilen der Kammern 18 bzw. 19 sammeln. Der Flüssigkeitsspiegel in den Abscheidekammern wird dabei unterhalb der Stelle gehalten, wo das Gemisch aus Elektrolyt und Gas in die Kammern eintritt, so daß das Gemisch, das durch ηο die hebende Wirkung des Gases in die Kammern übergeführt wird, oberhalb des Elektrolytspiegels in die Kammern austritt.The formation of the gas or gases as well as the heat developed in the electrolyte by the high density electric current and possibly increased by external heating means results in an increase in the volume of the electrolyte-gas mixture, so that this mixture is above the normal altitude in the discharge riser pipes and the collecting pipes 13 and 14 rises and enters the discharge main pipes 21 and 22, through which it flows until the anolyte reaches the deposition chamber iS and the catholyte reaches the deposition chamber 19, where the greater part of the gases is separated from the electrolyte, while the anolyte or The catholyte collect in the lower parts of the chambers 18 and 19, respectively. The liquid level in the separation chambers is kept below the point where the mixture of electrolyte and gas enters the chambers, so that the mixture, which is transferred into the chambers by ηο the lifting effect of the gas, exits the chambers above the electrolyte level .

Die Siebe der Filter 24 in den Behältern 18 , und 19 bewirken, daß die fein verteilten Gasblasen, die im Zustande der Überspannung im Elektrolyten schweben, zusammenfließen und größere Blasen bilden, die zergehen und dem sie bildenden Gase gestatten, sich mit dem übrigen Teil des Gases zu mischen und in die oberen Teile oder Dome der Kammern zu steigen.The sieves of the filters 24 in the containers 18, and 19 have the effect that the finely divided gas bubbles, which float in the electrolyte in a state of overvoltage, flow together and form larger bubbles which dissolve and allow the gases forming them to mix with the rest of the gas and to climb into the upper parts or domes of the chambers.

Der Elektrolyt fällt, nachdem er durch die Siebe hindurchgetreten ist, nach unten, und die etwa mitgerissenen Gasblasen, die möglicherweise durch die Siebe hindurchgetreten sind, können sich von der Flüssigkeit trennen und nach oben durch die Siebe hindurchtreten, wo sie sich mit den Gasen in den Behälterdomen mischen.The electrolyte falls down after it has passed through the sieves, and any entrained gas bubbles that may have passed through the sieves can separate from the liquid and pass up through the sieves, where they mix with the gases in the container domes.

Etwaige feste Teilchen, die sich innerhalb der Kammern im Elektrolyten im Schwebezustande befinden, sammeln sich in den kegelförmigen Bodenteilen der Kammern. Sie können hier von Zeit zu Zeit mit Hilfe der Ventile 118 abgelassen werden.Any solid particles that are in suspension within the chambers in the electrolyte are located, collect in the conical bottom parts of the chambers. You can get here from time to time with the help of the Valves 118 are drained.

Der Vorgang der Austreibung des Elektrolyten und der Gase aus den Zellen in die Abscheidekammern ist so lange ein ununterbrochener, wie der elektrische Strom fließt; er ist im wesentlichen proportional der Auftriebwirkung des Wasserstoffs und Sauerstoffs auf den Anolyt- bzw. Katholytseiten des Um-. laufsystems und wegen der proportionalen Tragfähigkeit dieser Gase für den Wasserstoff größer als für den Sauerstoff. Das Volumen des von den Zellen nach den Abscheidekammern in einer gegebenen Zeit geführten Elektrolyten ändert sich mit dem während einer gegebenen Zeit erzeugten Gasvolumen und ist im wesentlichen proportional diesem Volumen, das heißt mit anderen Worten, es ist proportional dem fließenden Strom.The process of expelling the electrolyte and gases from the cells into the separation chambers is uninterrupted as long as the electric current flows; it is essentially proportional to the buoyancy effect of hydrogen and oxygen on the anolyte and catholyte sides of the um-. running system and because of the proportional The carrying capacity of these gases for hydrogen is greater than for oxygen. The volume of the electrolyte carried by the cells to the separation chambers in a given time changes with the volume of gas generated during a given time and is essentially proportional to this volume, in other words, it is proportional to the current flowing.

Infolge des Ausfließens des Elektrolyten in die Abscheidekammern entsteht in diesen eine größere hydrostatische Druckhöhe als innerhalb der Zellen, und da der Elektrolyt durch die isolierten Rohre 25, 26, den Behälter 27 sowie die Hauptrohre 20, 21 und die Sammelrohre 10 und 11 ungehindert zurückkehren . kann, ist die Strömung des Elektrolyten automatisch und proportional der kombiniertenAs a result of the electrolyte flowing into the deposition chambers, one is created in them greater hydrostatic head than within the cells, and because the electrolyte passes through the insulated pipes 25, 26, the container 27 and the main pipes 20, 21 and the header pipes 10 and 11 return unhindered. the electrolyte flow is automatic and proportional to the combined

Wirkungen des Gasauftriebes der erzeugten Gase und des elektrischen Stromes. Der Zuwachs der hydrostatischen Druckhöhe in den Abscheidekammern und daher auch die Strömung ist auf der Wasserstoffseite größer als auf der Sauerstoffseite des Systems. Das ist von Vorteil, da das \^rolumen des an den Kathoden frei werdenden Wasserstoffs zweimal so groß ist wie das an den Anoden frei to werdenden Sauerstoffs.Effects of the gas buoyancy of the gases produced and the electric current. The increase in the hydrostatic pressure head in the separation chambers and therefore also the flow is greater on the hydrogen side than on the oxygen side of the system. This is advantageous because the \ ^r olume the liberated at the cathode hydrogen is twice as large as the free to expectant at the anodes oxygen.

Der Elektrolyt tritt von den Kammern 18 und 19 in den Wiederverteilungsbehälter 27 über und wird hier mittels der Dampfschlange 32 erwärmt. Ztirn Ersatz des in den Zellen zersetzten Wassers wird dem Behälter 27 Speisewasser durch den Dreiwegehahn im Boden des Behälters zugeführt.The electrolyte exits from chambers 18 and 19 into the redistribution container 27 and is here by means of the steam coil 32 heated. Ztirn replacement of that in the cells decomposed water is fed to the container 27 through the three-way valve in the bottom of the container.

Es' treten noch andere und verwickeitere Erscheinungen auf, wie beispielsweise der Ausgleich der endosmotischen Drucke durch die Diaphragmen mit den unausgeglichenen hydrostatischen Drucken auf den Anolyt- bzw. Katholytseiten, welche Erscheinungen dauernd das Bestreben haben, die Gleichförmigkeit des Elektrolytspiegels durch den Wiederverteilungsbehälter wiederherzustellen, wenn nicht der erwähnte endosmotische Druck wäre. Dieser kann definiert werden als eine Kraft, die durch das tatsächliehe Hindurchdrücken von Ionen durch die Poren des Diaphragmas beim Durchtritt des elektrischen" Stromes entsteht und auf diese ι Erscheinung zurückzuführen ist.Others step in and become involved Phenomena such as the equalization of endosmotic pressures through the diaphragms with unbalanced hydrostatic pressures on the anolyte or catholyte sides, which phenomena constantly strive for uniformity to restore the electrolyte level through the redistribution tank, if not the aforementioned endosmotic Pressure would be. This can be defined as a force created by the actual Forcing ions through the pores of the diaphragm when the electrical current passes through occurs and affects them Appearance is due.

Etwa im Elektrolyten nach dem Übertritt ι des letzteren aus den Behältern 18 und 19 zu- j rückgehaltenes Gas entweicht durch die j Steigrohre 42 in die Hauptrohre 43 und 45 |Approximately in the electrolyte after the latter has passed from the containers 18 and 19 to j retained gas escapes through riser pipes 42 into main pipes 43 and 45 |

und von hier in die Behälter 45. Etwa mit jand from here into the container 45. Approximately with j

diesem Gase mitgerissener Elektrolyt kann in J die Hauptrohre 20 und 25 durch die Rohre 47 j und 48 zurückkehren.Electrolyte entrained by these gases can enter J the main tubes 20 and 25 through tubes 47 j and 48 return.

Die Gase in den Domen der Kammern 18 \ und 19 können in Sauerstoff- bzw. Wasser- ! i-toffbehälter abgeführt werden. Werden aber ^: Gase von besonders hoher Reinheit verlangt, ' so führt man die Gase aus den Domen durch | Rohre 64 in Wasch- und Kühlbehälter 62 bzw. j 63, in denen das Gas gewaschen und gekühlt : wird. ;The gases in the domes of the chambers 18 \ and 19 can be converted into oxygen or water! i-toff container can be removed. But if ^: gases of particularly high purity are required, the gases are passed out of the domes Pipes 64 in washing and cooling tanks 62 and 63, respectively, in which the gas is washed and cooled. ;

Claims

Patent Claims:,

i. Electrolytic apparatus, especially! those for water decomposition with separated Circulation of the anolyte and catholyte, characterized in that the conduit system for connection the position of the electrolytic cells with the deposition chambers in relation to the cells can be changed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a series of columns (59) and a plurality of ouer arms (61) mounted on these pillars and extending in the longitudinal direction running main pipes (20, 21 and 15, 17) wear and adjustable on the pillars are.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the main pipes of the transverse arms are worn with electrical insulation from them.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, wherein the inlet main pipes with the lower Part of the electrolytic cells and the main outlet pipes in communication with the upper parts of the electrolytic cells stand, characterized in that. both the inlet and outlet main pipes above the cells.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized by the arrangement of a 8c common to the anolyte and catholyte system, appropriately inserted between the separation chambers and the cells in the circulation system and optionally heatable redistribution container ⁸ S ter (27), fed to the feed water can be.

6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized by a different one Tempering of the upper parts compared to the lower parts of the separation chambers enabling device.

7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized by an expediently au * an auxiliary device for removing a pair of chambers (44, 46) disposed above the supply lines of substances entrained by the electrolyte after exiting the separation chambers.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the vertical, the Chambers (44,46) with the supply pipes (20, 21) connecting pipes (42) with the auxiliary chambers by a pair Main pipes (43,45) are connected, which are appropriately divided into isolated sections are.

9. Apparatus according to claim 1 to 8, characterized in that metallic Line pipes consist of individual sections isolated from one another.

For this purpose 2 sheets of drawings.