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Zersetzereinrichtung, insbesondere zur elektrolytischen Herstellung
von Wasserstoff und Sauerstoff Die Herstellung von elektrolytischen Zersetzern,
insbesondere solchen zur Erzeugung von Wasser- und Sauerstoff unter Druck, wird
wesentlich vereinfacht, erleichtert und somit verbilligt dadurch, @daß die Inneneinrichtung,
d. h. der Zellenkörper einschließlich Gas.auffangung, Gasabführung, Elektrolyt>_unlauf
und Elektrolytnachfüllung usw., durch Übereinanderlegen ;und stellenweises über@einanderk
leben einzelner vorher entsprechend ,aus- oder zugeschnittener Lagen der für den
Aufbau derartiger Zellen üblichem und geeigneten Stoffe, Elektroden in Form von
dünnen gelochten oder umgelochten Blechen, Diaphragmen und Isolierstoffe in Form
von Asbesttüchern, -kartons usw., hergestellt wird.
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Durch diese Herstellungsform ist die feste Verbindung einzelner Teile
mit dem Ganzen dadurch leicht herstellbar, d@aß derartige Einzelteile, z. B. die
Elektrodenbleche oder Di,aphragmen, eine der Lagen. bilden, aus denen der Gesamtkörper
besteht und auf eine gewisse Länge in die Zusammenklebung der einzelnen Lagen. mit
einbezogen werden.
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Räume, Kanäle usw. entstehen nach dem Erfindungsgedanken in einfachster
Weise, @dadurch, daß ,an den entsprechenden Stellen die einzelnen Lagen mit übereinstimmenden
Ausschnitten oder Aussparungen versehen sind, so daß .auch beim Aufeinanderkleben
an diesen Stellenentsprechende Räume gebildet werden..
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Die Herstellung kann sich nach dem genannten System handwerklich ohne
Maschinen, insbesondere ohne Spezialmaschinen, lediglich auf Grund einer gewissen
Handfertigkeit und durch einen leicht auszubildenden Spezialarbeiterstand vollziehen.
Dies ist besonders für .die Herstellung von Zellenkörpern für Druckelektrolyse von
Bedeutung, bei der ein ausschlaggebender Vorteil der Gaserzeugung unter Druck gerade
darin besteht, geringste Elektrodenabstände und somit geringste elektrolytische
Widerstände zur Auswirkung bringen zu können. Dies bedingt aber bei allen anderen
Herstellungsweisen dünne, genauestens aufeinander abgepaßte, d. h. umständlich und
teuer nur mit Spezialmaschinen herstellbare Einzelteile. Bei der durch die Erfindung
gekennzeichneten Herstellungsweise können, diese, geringsten Abstände und Räiune
mit Leichtigkeit ,auf das genaueste und sehr einfach durch die verschiedene Blattstärke
der Isolierstoffe oder durch die Zahl ihrer Lagen hergestellt werden. Dadurch, d;aß
die Herstellung eines derartigen Zellenkörpers .aus einzelnen Lagen verschiedener
Stoffe erfolgt, ergibt sich die sonst nur schwer erreichbare Möglichkeit, in an
sich bekannter Weise Isolationsschichten der verschiedensten Art .als Einzellagen
einzulegen,
beispielsweise in der Form von Hartgummiplatten, urdurchlochten
Metallblechen usw., um dadurch, das Arbeiten des Stromes an umerwünschten Stellen
durch Verlänger ng des Stromweges zu vermeiden oder zu schweren.
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Durch diese Herstellung der Elektrodeniein." richtung ergeben sich
,außer der oben gekennzeichneten vereinfachten Herstellung weitere Vorteile dahingehend,
@daß die Kontrolle aller Teile auf Dichtigkeit, Isolation, richtige Lage zueinander
usw. :außerordentlich einfach und sicher ist, da die gesamte Einrichtung ,aus einzelnen
Teilen allmählich ,aufgebaut wird.
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Zur näheren Erläuterung des Erfindungsgedankens ist in beiliegender
Zeichnung einderartiger Aufbau gekennzeichnet, und zwar als Querschnitt durch eine
runde oder viereckige Zersetzerinneneznrichtung.
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Um einen Kern I( .oder auf eine derartige Platte, die gleichzeitig
als Stromzuführung dienen soll, wird die Asbestschicht A1, bestehend ,aus Asbesttuch
oder Asbestkarton, gelegt. Diese Lagen tragen Ausschnitte, so daß ein Kanal l(1
entsteht: Ferner tragen die Lagen von Al, in der Zeichnung sechs an der Zahl, an
I(1 mach unier anschließend Aussparungen, so daß dadurch ein senkrechter Kanal entsteht.
Nun wird um den Kern oder auf die Platte etwas unterhalb die erste Elektrode angelegt,
beispielsweise bestehend aus durchlochtem, gewelltem Nickelblech WL. Ihre Stärke
entspricht den Lagen der Schicht Al; nun wird über die We11blechelektro,deW1, in
metallischer Berührung mit dieser, etwas in die Asbestschicht hineinragend; die
durchlochte Elektrode E1 gelegt. Nun kommt eine durchlaufende Lage - von Asbestkarton
oder -tuch, die nur oben die Ausnehmung für den obersten KanalI(1 besitzt. Diese
Lage dient irrten im Bereich der Elektrode E'1 ,als Diaphragma. Damit die obersten
Teile der Elektrode E'1 und der später folgenden Elektrode E'2 nicht arbeiten, folgt
im obersten Teil. eine Lage aus urdurchlochtem Nickelblech, die in einer übereinstimmend
starken Lage aus Asbestmaterial nach oben (mit Durchbrechung für I(1) und unten
ihre Verlängerung findet. Dann folgt wieder eine durchlaufende Asbestlage wie auf
Ei und dann die Elektrode E'2. An diese .angelegt wird wieder eine durchlochte Wellblechelektrode
W2, während oben die Lagerschicht A3 ,aufgebracht wird mit Ausnehmüngen zur Bildung
von I(1. Die weitere Herstellung folgt sinngemäß. Die in der Figur gegebene Konstruktion
ist naturgemäß nur eine der vielen. Lösungen, denn diese lagerartige Herstellung
kann allen. Anforderungen Rechnung tragen. So können die ElketrodenE1, E2 usw. wegfallen
oder durch anders geformte ersetzt werden; so können @, in die Gaskanäle I(1, K2
'und in die anderen Gasabführungen :nicht leitende Einlagen gemacht werden. Ganz
analog wird im unteren Teil eines solchen Zersetzers verfahren, wenn es'sich um
die Herstellung vorn Zulaufkanälen 'für den Elektrolytu-inlauf; Elektrolyte@rgänr_ung
' iisw. handelt.
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Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist folgende:
Angenommen, der Kernoder die Platte ist die positive Stromzuführung; da diese mit
der anliegenden Wellblechelektrode W1 und der anliegenden Elektrode E'1 metallisch
verbunden ist, wirken diese als positive Elektrode gegen :eine negative Elektrode,
beispielsweise W2. E'". Es entsteht ;also ,an I( sowie an W1 -und E'1 Säuen
stoff, an der gegenüberliegenden Minuselektrode Wasserstoff. Der an I( entstehende
Sauerstoff steigt in den Elektroden .auf, läuft dann oben ,an I( entlang im Kanal
U1, bis er durch den senkrechten Kanal in den AblaufkanalI(1 abwandern kann. Ähnlich
ist es mit dem an #2, W2 entstehenden Wasserstoff. Dieser kommt nach Durchlaufen
des Kanals U2 an die Verbindungsstelle, durch die er senkrecht in den Ablaufkanal
l.2 aufsteigen und durch diesen .abwandern kann. Selbstverständlich kann auch die
Abführung der beiden Gase ebenso nach innen vor sich gehen, beispielsweise in I(,
oder ein Gas kann diesen Weg nehmen, das andere nach außen abströmen. Ganz analog
vollzieht sich im unteren Teile die für Wasserstoff und Sauerstoff getrennt laufende
Leitung für den Elektrolytumlauf. Die Gas-Elektrolyt-Gemische werden, wie gebräuchlich,
in einem Abscheidetopf gesammelt -und .aus diesem Elektrolyt durch ,ähnliche Kanäle
wie I(1 und I(2 den einzelnen Zellen zugeführt. Die durch beliebig viele Lagen entstandene
Innenkonstruktion wird in ein Gefäß gebracht, bei Höchdrückzersetzern in ein zylindrisches
Druckgefäß, und mit einem der Gase, entweder Wasserstoff oder Sauerstoff oder auch
Stickstoff, -umgeben, so daß keine Druckbelastung .entsteht.
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An der rechten Seite der Figur zwischen W2 iund W3 ist gezeigt, wie
sich eine bipolar arbeitende Elektrode in dez Herstellung durch einzelne Lagen beispielsweise
gestalten läßt. W2 ist die aus durchlochtem Wellblech o. dgl. bestehende Miniusseite.
Auf ihr liegt, mit ihr metallisch verbünden, die durchlochte Elektrode
Es. Auf diese ist oben wieder eine Trennungsschicht aus Asbest aufgebracht
und dann ein kurzes Stück durchlochtes Metallblech oder sonstiges undurchlässiges
Material; das dazu dient; daß die oberen Teile von E'3 und E'¢ nicht arbeiten, damit
durch ein Arbeiten dieser Elektrodenteile, insbesondere der oberen Spitzen von E3
und E'4, der Asbestwickel nicht aufgerauht oder gelockert wird.
Im
unteren Teil liegt auf E3 eine durchlochte metallische Zwischenlage Z, die die metallische
Verbindung mit dem nicht durchlochten Mittelstück M der bipolaren Elektrode herstellt.
Durch die weiter analog .auf der anderen Seite von M zwischen M und W3 aufgebrachten
metallischen Lagen werden W2, E3, Z, M, E4 -und W3 zu einer zusammengehörenden,
metallisch verbundenen bipolaren Elektrode vereinigt, bei welcher in erster Linie
W2 und W3 arbeiten, dann entsprechend geringer E3 -und E4, .sehr wenig die Zwischenlagen
Z und ,am wenigsten die beiden Seiten der Mittellage M. Die ,an M, Z und ,an der
Innenseite von E3, E4 abgeschiedenen Gase können durch die Durchbrechungen
von Z bzw. E3 und E4 .abströmen. Die Mittellage M kann, damit jederdirekte Stromdurchgang
von einer Seite her zur ,anderen vermieden wird, in einer doppelten oder bei einer
zylindrischen Konstruktion jedenfalls sich stark überlappenden Lage angeordnet werden.
Somit entsteht auf der einen Seite der bipolaren Elektrode W2-W3 Wasserstoff (W'-E3),
auf der anderen Seite Sauerstoff (W3-E4).
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Es ist zu berücksichtigen, daß die für solche metallischen Lagen verwendeten
Bleche sehr dünn sein können, beispielsweise 1/1o mm, und die Zeichnung in der Figur
nur ein schematisches Beispiel des Erfindungsgedankens sein soll.