NO119889B - - Google Patents

Description

Skinneføring for store elektrolyseceller.

Som kjent vanskeliggjøres driften av elektrolyseceller med høy strømstyrke ved opphvelvingen av metallet, som betinges av magnetisk-elektriske krefter. Det dreier seg herved om innvirkningen av de mangetfelt som. oppstår ved de strømførende ledere på cellenes flytende innhold som gjennom-strømmes av den elektriske strøm, og som hver består av et lag flytende aluminium og flytende saltsmelte (elektrolytt). Det er allerede kjent flere anordninger for å unn-gå disse krefter og dermed metållopphvel-vingen. Bl. a. ble det også foreslått avskjer-ming av magnetfeltene ved hjelp av tykke jernpakker. Hittil er strømskinnene blitt utført ifølge fig. 1. Denne anordning er til-strekkelig bare for strømstyrker inntil ca. 50 kA. For større strømstyrker har man ført stigeledningene og også anodesamleledningene i størt mulig avstand fra hverandre.

Som det videre kan sees av tegningen er, ved større celler, som er sjaltet i serie, strømledningen delt og forløper som dob-beltledning. Hver celle har to katodesamle-ledninger la, lb og anodesamleledninger 2a, 2b. Mellom cellene føres strømmen fra katodesamleledningene la, lb for den for-angående celle over stigeledninger 3a, 3b til anodesamleledningene 2a, 2b i den etter-følgende celle. 4 er tilledningene fra anodesamleledningene 2a, 2b til anoden 5, 6 er elektrolysecellen, et jernkar, 7 katoden, 8 er katodens tilslutning til katodesamleledningene la, lb, 9 er flytende aluminium og 10 elektrolytten.

Det er. også kjent anordninger hvor man foretar strømtilførselen til anodesam-

leledningene tosidig, og da ved celleenden og cellebegynnelsen, og anodesamleledningene skilles elektrisk i midten av cellen for å tvinge en jevn strømfordeling for begge deler av anoden (fig. 2). Den siste anordning har imidlertid den ulempe at det med-går svært meget til strømskinner. Det må også betviles at denne anordning er til-strekkelig for strømstyrker over 100 kA.

I fig. 1 og 2 er det innført de virksomme magnetfelt som vektorer i cellens grunn-flate på grunnrissene av disse kjente anordninger.

Cellens felt er:

1) det indre felt i, som i et hvert til-felle er tilstede og ligger ellipseformet i celleflaten. 2) Feltet st for stigeledningene som

forsterker det ovenstående felt.

3) Feltet a for anodesamleledningene, som forsterkes ved cellens begynnelse. Dette er særlig meget ugunstig ved celler med loddrette jern strømtilledninger fra anodesamleledningene til anoden, da feltet brin-ges meget sterkt inn i badet gjennom dette. Ved celleenden virker feltet for anodesamleledningene ved disse celler feltsvekkende. 4) Feltet k for katodesamleledningene (i det følgende skal hermed feltet for samtlige strømskinner forstås, som forløper under elektrolyttens nivå). Feltet virker svekkende på det indre felt ved cellens begynnelse, og forsterkende ved cellens slutt.

Ved cellene i fig. 1 bevirker de krefter som oppstår fra magnetfeltene et kraft-maksimum i den annen tredjedel av cellen og maksimum for metaUstanden i den siste fjerdedel av cellen. Ved benyttelse av jern til ledninger til anoden er innvirknin-

gen av anodesamleledningene meget sterk,

således at begge disse tilsynekomster er meget utpregede og forskyves videre til cellens slutt!

Betrakter man de magnetiske felt ved

tosidig strømtilføring — slik som i cellen ifølge fig. 2 — like overfor den eldre anord-

ning fig 1 — fåes følgende bilde:

1. Feltet for stigeledningene forblir.

2. Det felt som stammer fra anodesamleledningene blir ved cellens begynnelse bare halvparten så stort, ved jern anodetilledninger enda mindre, hvilket er meget gunstig. Feltet for anodesamleledningene ved cellens slutt har omvendt fortegn, hvil-

ket er ugunstig. Det felt som stammer fra katodesamleledningene, hvormed ifølge de-

finisjonen skal forstås feltet for samtlige skinner under elektrolyttens nivå, er ved begynnelsen av cellen vesentlig større,

hvilket igjen virker gunstig. Ved slutten av cellen blir feltet frå disse skinner større,

hvilket er ugunstig.

Ved en sammenligning mellom celler

med ensidig og tosidig strømtilføring må

sies:

Kreftenes maksimum ligger ved to-

sidig strømtilføring på midten, hvorved det er mulig med en lettere utligning av metallstanden. Fordeler er særlige å vente ved jern anodetilledninger.

Strømskinneføringene ifølge fig. 1 og

2 er beheftet med ulemper, som virker ugunstige ved elektrodelysedriften i celler med høyere strømstyrke, som over 50 000

ampere. Således forstyrrer det store mag-

netfelt som stammer fra stigeledningene,

bortsett fra anvendelse av strømskinner,

som er dyre på grunn av deres store tverr-

snitt.

Oppfinnelsen fjerner disse og andre

ulemper, idet den ugunstige innvirkning av magnetfeltene avsvekkes videre ved gun-

stige, sparsomme strømskinneføringer. I

fig. 3 er det vist et utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen. Ifølge oppfinnelsen forsynes anodesamleledningene med strøm ved to punkter n og o gjennom stigeled-

ninger. Disse stigeledninger er ført opp for å forsyne anodesamleledningene ved punk-

tene n mellom hver av to celler og for å

forsyne midtpunktet o fra siden inn til midten av cellenes langsider. Cellestrøm-

men fordeles derved jevnt på to i rommet adskilte steder, og da mellom cellene og sideveis inn til midten av cellen, ført opp i halv styrke, hvorved det ved cellens be-

gynnelse og slutt bare dannes halvparten så sterke magnetfelt som ved de hittil

kjente anordninger. De virksomme magnet-

felt er også her innført som vektorer i grunnriss i fig. 3.

Den strøm som forlater cellen ved

slutten av katodesamleledningen deles i punktet m og danner inntil punktet o to grener m n o og m p o, som forener seg i punktet o. Ifølge oppfinnelsen har begge grener samme tverrsnitt og samme mot-

stand for å sikre symmetrisk deling av strømforsyningen til anodesamleledningen.

Det er hensiktsmessig å overvåke strøm-belastningen av stigeledningen ved hjelp av egnede instrumenter. For å bedømme virk-

ningen av magnetfeltene på væsken i cel-

len er styrken av disse felt ved begynnel-

sen og slutten av cellen av vesentlig betyd-

ning, mens de i midten av cellen herskende felt er av underordnet betydning. I føl-

gende tabelle er innført magnetfeltvek-

torene for begynnelsen (A) og slutten (E)

for cellene med skinnetilføringene ifølge fig. 1, 2 og skinneføringen ifølge oppfin-

nelsen ifølge fig. 3:

Tabellen gir bare størrelsesordenen for de ventende vektorer. Deres nøyaktige stør-

relse avhenger også av cellekonstruksjonen,

særlig anordningen av cellens jerndeler.

Ved anordningen ifølge fig. 1 og 2 for-

styrret hittil alltid det store magnetfelt som stammet fra stigeledningene. Dette blir ved den nye anordning i fig. 3 bare halvparten så stort. Feltet for anodeled-

ningen ved cellens begynnelse er nøyaktig så gunstig som ved cellen ifølge fig. 2. Fel-

tet for anodeledningen ved cellens slutt ligger nøyaktig så gunstig som ved cellen ifølge fig. 1. Feltet som stammer fra katodesamleledningen her menes igjen skin-

nene under elektrolyttens nivå — er ved cellens begynnelse like gunstig som ved fig. 2 og ved cellens slutt uforandret.

Claims (1)

1. Anordning for strømtilføring til elektrolyseceller som er anordnet i en rekke

   bak hverandre, idet strømmen fra katodesamleledningene fra den foregående celle ledes til hver anodesamleleder for den et-terfølgende celle på to forskjellige steder, delt symmetrisk, for å svekke den ugunstige virkning av de magnetfelt som går ut fra disse tilledninger på det flytende metallinnhold i cellen, karakterisert ved at

   den første halvdel av strømmen føres opp til anodesamlelederne mellom de to celler og den annen halvdel føres opp til anodesamlelederne på midten av begge langsider for den etterfølgende celle.