DE606772C - Einrichtung zum Verdichten elektrolytisch entwickelter Gase - Google Patents

Description

Die Lösung der Aufgabe, Wasserstoffgas und Sauerstoffgas durch elektrolytische Zersetzung des Wassers gleich mit einem Überdruck zu erzeugen, der den Überdruck der Gase in den üblichen Niederdruckzersetzern, höchstens einige Dezimeter Wassersäule, erheblich überschreitet, stößt auf beträchtliche Schwierigkeiten. Sie rühren davon her, daß die beiden Gase gleichzeitig entstehen in Räumen, die nur durch schwache Diaphragmen voneinander getrennt sind, und daß bei Vermischung der beiden Gase das explosible Knallgas gebildet wird. Bei der Erzeugung von Wasserstoffgas im Kippschen Apparat, insbesondere nach dem bekannten Silicium-Ätznatron-Verfahren, bestehen solche Schwierigkeiten nicht, zumal da die Apparate leicht druckfest gebaut werden !rönnen. Aber hier ist wieder der dauernde Materialverbrauch und der Zwang zur Hantierung mit ätzenden Flüssigkeiten eine Unannehmlichkeit, verglichen mit dem reinlichen, nur elektrischen Strom und Nachfüllwasser erfordernden Betrieb eines Wasser-

zersetzers.

Es liegt darum das Bedürfnis vor nach einer Einrichtung, die das durch elektrische Wasserzersetzung erzeugte Wasserstoffgas und Sauerstoffgas oder wenigstens eines dieser Gase mit erheblich höherem Überdruck als ein Niederdruckzersetzer, etwa von ¹J₄ Atm. aufwärts, abgibt, dabei aber die Unzuträglichkeiten der sogenannten Druckzersetzer ebenso vermeidet wie die Nachteile einer Konipressionsanlage mit Motorantrieb. Eine solche Einrichtung könnte willkommen sein beispielsweise für eine Schlosserei, die für einige Schweißbrenner Wasser stoff gas und Sauerstoffgas von 0,5 bis 1,5 Atm. Überdruck benötigt, oder für eine meteorologische Station zur Füllung von Pilotballons.

Für solche und andere Zwecke empfiehlt es sich, einen Niederdruckwasserzersetzer in Verbindung mit einem nach Art der bekannten Gasometer gebauten, aber an eine Druckflüssigkeitsquelle angeschlossenen Gefäß zum Sammeln und darauffolgenden Verdichten des Gases anzuwenden. Vgl. über Gasometer dieser Art etwa S t ä h 1 e r, Handbuch der Arbeismethoden in der anorganischen Chemie, ι. Bd., S242u.fi'.

Auf der Zeichnung ist ein Beispiel einer solchen Einrichtung dargestellt. Der Wasserzersetzer i, der in einen Kühltrog 2 gesetzt ist, erhält den elektrischen Strom durch Leitungen 3, 4 über einen Gleichrichter und Transformator, die zusammen mit Meß- und Sicherungsapparaten auf einer Schalttafel 5 angeordnet sind und über einen Steckkontakt 6 Wechselstrom aus einem Netz 7 zugeführt erhalten. Aus einem der beiden Gassammelräume des Zersetzers 1 wird das Gas, beispielsweise Wasserstoff, durch die Leitung 8 entnommen. Die Leitung 8 enthält einen Hahn 9 und mündet bei 8« nahe am Boden des Sammel- und Verdichtungsgefäßes Für den Abfluß des Gases aus dem Ge-

fäß 10 ist die Leitung 11 angeordnet; sie

beginnt bei ΐΐ^α an der Decke des Gefäßes io, ist unter Kreuzung mit der Leitung 8 durch den Hahn 9 geführt und endet in einem Hahn

12, an den eine zur Verbrauchsstelle des Wasserstoffgases führende Leitung angeschlossen ist.

Die Druckflüssigkeit, beispielsweise Wasser, wird entnommen aus einem Hochbehälter

13, der mit einer Vorrichtung zur selbsttätigen Nachfüllung aus einer Wasserleitung 14 versehen ist. Das Wasser fließt in das Gefäß 10 durch eine Leitung 15, in die ein Hahn 16 eingeschaltet ist; sie endet bei iS^ß unter der Decke des Gefäßes 10. Für den Abfluß des Wassers aus dem Gefäß 10 ist die Leitung 17 angeordnet, die bei iy^a einige Zentimeter über dem Ende 8^a der Gaszuleitung beginnt, die Leitung 15 kreuzend durch den Hahn 16 geführt ist und bei ij^b nahe am Boden eines Überlaufgefäßes 18 endet. Aus dem Gefäß 18 fließt das Wasser durch eine Leitung 19 dem Aufnahmetrichter 20 einer im Kühltrog 2 angeordeten Kühlschlange 21 zu, die durch das Rohr 22 entleert wird. In den Hähnen 9 und 16 liegen die Achsen der Leitungen 8 und 11 bzw. 15 und 17 je in derselben zur Hahnachse senkrechten Ebene. Der Küken jedes Hahnes hat nur eine Bohrung, so daß stets nur eine der beiden durch den Hahn geführten Leitungen offen sein kann, während die andere gesperrt ist. Die Küken der beiden Hähne sind mit Kurbelarmen versehen und gemäß der Erfindung durch eine Kuppelstange 23 so miteinander verbunden, daß die Gaszuleitung 8 und die Wasserableitung 17 gleichzeitig geöffnet bzw. gesperrt und auch die Gasableitung 11 und Wasserzuleitung 15 gleichzeitig geöffnet bzw. gesperrt werden.

Zur weiteren Sicherung der Einrichtung und ihres Betriebes sind folgende Anordnungen getroffen:

Die Gasleitungen 8 und 11 sind in Schleifen so weit in die Höhe geführt, daß ihre höchsten Teile 8⁶ und n^b über dem Spiegel im Hochbehälter 13 liegen. Hierdurch wird ein Überströmen des Wassers in den Zersetzer ι auf alle Fälle verhütet. An den Anfang der Gaszuleitung 8 ist eine Überdruckvorlage 24 angeschlossen, die das Gas ins Freie entweichen läßt, wenn sein Weiterströmen durch die Leitung 8 aus irgendeinem Grunde unmöglich ist. Ferner ist eine Explosionsvorlage 25 in die Leitung 8 eingeschaltet, die bei einer Explosion durch Zerstörung ihrer Abschlußhaut 25« dem Gas einen Weg ins Freie schafft. Endlich ist in die Leitung 8 noch ein katalytischer Gasreiniger 26 mit einem Kontaktthermometer 27 eingeschaltet, um bei unzulässiger Verunreinigung des Wasserstoffgases mit Sauerstoffgas mittels des Kontaktthermometers 27 und eines Relais 28 auf der Schalttafel 5 den Zersetzer 1 abschalten zu lassen. An die Gasableitung 11 ist ein Kontaktmanometer 29 angeschlossen, das bei dem Enddruck der Gasfüllung mittels des Relais 28 den Zersetzer 1 abschalten soll. In die Gasableitung 11 ist vor dem Hahn 12 ein Gastrockner 30 eingeschaltet.

Die Einrichtung wirkt auf folgende Weise: Zuerst wird das Gefäß 10 mit Wasser gefüllt. Dann wird der Zersetzer 1 eingeschaltet, mittels des Hahnes 9 die Gaszuleitung zum Gefäß 10 geöffnet und gleichzeitig mittels des Hahnes 16 der Wasserabfluß aus dem Gefäß 10 freigegeben. Nun strömt das Gas in das Gefäß 10 mit einem Überdruck, der dem Höhenunterschied der Rohrenden 8^e und I7^a entspricht, so daß der Zersetzer 1 außer diesem Überdruck nur den Druck zur Dekkung der Druckverluste in der Leitung 8, dem Hahn 9, der Vorlage 25 und dem Gasreiniger 26 zu erzeugen braucht. Das Wasser, das aus dem Gefäß 10 abfließt, kühlt den Zersetzer i, und zwar paßt sich die Kühl wirkung selbsttätig dem Bedarf an, da die je Zeiteinheit im Zersetzer entwickelte Wärmemenge und aus dem Gefäß 10 ausfließende Wassermenge einander annähernd proportional sind.

Ist das Gefäß 10 mit Gag gefüllt, was an dem Wasserstandsglas io^a erkannt werden kann, so wird der Zersetzer 1 abgeschaltet und das Hahnpaar 9, 16 umgestellt, so daß die Wasserzuleitung-15 und'Gasableitung 11 geöffnet werden. Der Hahn 12 bleibt vorläufig geschlossen. Nun wird das Gas verdichtet auf einem Überdruck, der dem Höhenunterschied zwischen dem Spiegel im Hochbehälter 13 und dem Rohrende 15° entspricht. Nach Öffnung des Hahnes 12 wird das verdichtete Gas durch das nachströmende Wasser zur Verwendungsstelle gefördert.

Für das zweite Gas, im Beispiel den Sauerstoff, der durch das Rohr 8' aus dem Zersetzer abströmt, wird die beschriebene Einrichtung zum Sammeln und Verdichten ein zweites Mal angeordnet, doch wird zweckmäßig derselbe Hochbehälter 13 und dasselbe Relais 28 auch für diese zweite Einrichtung mitverwendet.

Will man durch den Hahn 12 dauernd verdichtetes Gas entnehmen können, so werden an Stelle des einen Gefäßes 10 zwei Gefäße mit den erforderlichen Sperrorganen angeordnet, um jeweils eines von ihnen mit Gas zu füllen, während das andere entleert wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Verdichten elektrolytisch entwickelter Gase, bei der ein Niederdruckzersetzer (1) mit einem an eine Druckflüssigkeitsquelle (13) ange-

   schlossenen Gefäß (ίο) zum Sammeln und darauffolgenden Verdichten des Gases verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrorgane (9, 16) von vier Leitungen (8, 17 und 11, 15), durch die das Gas und das flüssige Druckmittel dem Sammel- und Verdichtungsgefäß (10) zugeleitet und aus ihm abgeleitet werden, so miteinander verbunden sind, daß der Gaszufluß und Druckmittelabfluß und im Wechsel damit der Gasabfluß und Druckmittelzufluß jeweils zusammen freigegeben bzw. gesperrt werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gasleitungen gekreuzt und auch die beiden Druckmittelleitungen gekreuzt angeordnet sind, daß in die Kreuzungsstellen je ein Hahn mit einfach durchbohrten Küken eingebaut ist und die Küken der beiden Hähne durch eine Kuppelstange o. dgl. miteinander verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen