PL2539B1 - Ogniwo elektrolityczne. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy ogniw elektrolitycz¬ nych wogóle, w szczególnosci ogniw, zapo¬ moga których sa wytwarzane przemyslo¬ wo tlen i wodór zapomoca elektrolizy wody.

Okazalo sie, ze przy ogniwach o ksztalcie dotychczas znanym jest niepozadane, aby dlugosc elektrod przekraczala pewna gra¬ nice. Przy dluzszych bowiem elektrodach gazy, powstajace na dolnym ich koncu, podnosza sie po powierzchni plyt i zmniej¬ szaja przewodnictwo elektrolitu do tego stopnia, ze górna czesc elektrod wcale nie dziala.

Wobec tego, ze glebokosc ogniw jest ograniczona, w wiekszych instalacjach, skla¬ dajacych sie ze znacznej liczby ogniw, o- gniwa zajmuja stosunkowo duza powierzch¬ nie, co jest kosztowne ze wzgledu na obszar i ze wzgledu na liczne przewodniki elek¬ tryczne i polaczenia, które musza byc od¬ powiednio ciezkiej konstrukcji, by prze¬ puscic silny prad.

Wynalazek dotyczy ogniwa, które od¬ znacza sie wielka zwartoscia budowy i zaj¬ muje bardzo nieduza powierzchnie. Ogni¬ wo odznacza sie poza tern bardzo równo¬ miernym rozdzialem pradu na elektrody, wskutek czego wydajnosc instalacji sie zwieksza, jak równiez otrzymuje sie czy¬ sty produkt, przy znacznie mniejszej ilo¬ sci polaczen i przewodników.

Ogniwo sklada sie ze stosu ogniw poje¬ dynczych, przyczem elektrody jednakowej biegunowosci, np. pierwszego ogniwa, sa po¬ laczone z dnem wyzej ustawionego nastep¬ nego drugiego ogniwa. Z dnem tern sa równiez polaczone elektrody odmiennejbiegunowosci tegoz drugiego ogniwa i t. d.f przyczem wszystkie te ogniwa tworza stos, skladajacy sie z dziewieciu badz pietnastu ogniw.

Elektrody ujemne, np. najnizszego ogni¬ wa czy tez stosu, moga byc zwisajacemi ply¬ tami, stanowiacemi calosc z plyta, która sluzy jako dno nastepnego ogniwa. Plyta ta jest riplaczona z szeregiem plyt, biegnacych równolegle do góry, które stanowia elektro¬ dy dodatnie drugiego ogniwa. Elektrody ujemne drugiego ogniwa skladaja sie ze zwisajacych z dna trzeciego ogniwa plyt; równolegle biegnacych, pomiedzy któremi sa umieszczone elektrody dodatnie. Prad przechodzi przeto bezposrednio 2 ogniwa do ogniwa bez przewodników i polaczen; bie¬ gunowosc zmienia sie przy przejsciu z o- gniwa do ogniwa.

Laczniki sa potrzebne tylko na dnie naj¬ nizszego ogniwa i na przykrywie najwyz¬ szego ogniwa stosu pionowego.

W pionowym stosie ogniw prad prze¬ chodzi przez ogniwa pierwszej grupy od góry do dolu. Najnizsze ogniwo tej grupy jest polaczone zapomoca krótkich pozio¬ mych przewodników z dolnem ogniwem drugiej grupy, przez która prad przechodzi w odwrotnym kierunku, a mianowicie zdo¬ la do góry. Górne ogniwo tej grupy jest po¬ laczone zapomoca krótkich przewodników z górnem ogniwem trzeciej grupy i i d.

Przy takiej budowie przewodniki sa mozli¬ wie krótkie, oprócz bowiem przewodników laczacych ogniwo najwyzsze z najnizszem stosowane sa jedynie krótkie przewodniki, laczace górne i dolne ogniwa sasiednich grup.

Kazde ogniwo posiada u góry przegro¬ de z tulejami, wykonanemi z materjalu po¬ rowatego, które otaczaja elektrody okreslo¬ nej biegunowosci, wobec czego gazy, wy¬ tworzone na elektrodach o biegunowosci od¬ miennej, sa oddzielone jedne od drugich i moga byc w dowolny sposób odprowadza¬ ne do odpowiednich zbiorników.

Przyklad wykonania wynalazku jest przedstawiony na rysunku. Fig. 1 przed¬ stawia pionowy przekrój podluzny przez grupe ogniw; fig. 2 — pionowy przekrój wzdluz linji 2—2 fig. 1; fig. 3 — pionowy przekrój wzdluz linji 3—3 fig. 1; fig. 4 przedstawia w przekroju dolna czesc ogni¬ wa w wiekszej skali oraz rózne sposoby izolowania zwisajacych elektrod od dna ogniwa. i i ,; j V Kazdy stos ogniw sklada sie z szeregu pojedynczych ogniw a, b, cf o ksztalcie skrzynek, badz zbiorników oraz z przewo¬ dów, doprowadzajacych elektrolit do ogniw.

Dno najnizej polozonego ogniwa c ma la¬ py lub kryzy, zapomoca których stos zosta¬ je umieszczony na blokach d, odpowiednio izolowanych, oraz szereg wdól skierowa¬ nych; równoleglych zeber e, które sluza ja¬ ko polaczenie dla pradu elektrycznego, do¬ prowadzanego przez prety miedziane f, przykrecone do zeber e. Równolegle plyty elektrod g, które staja sie do góry coraz ciensze, podnosza sie z dna ogniwa we¬ wnatrz jego i dziela je na szereg waskich komórek, do których doplywa prad przez zebra e.

Górna pokrywe ogniwa c stanowi pod¬ stawa ogniwa b, z której zwisaja elektrody h, podobne do elektrod g, i umieszczone z niemi na zmiane. Elektrody h dochodza prawie do dna ogniwa c. Szereg równo¬ leglych plyt / wznosi sie do podstawy ogni¬ wa b i biegnie na zmiane z plytami k, ida- cemi od podstawy nastepnego ogniwa.

Kazde ogniwo stosu, az do samej góry jest zupelnie jednakowe. Przykrywa ogni¬ wa a ma elektrody i równolegle zebra ze¬ wnetrzne m, do których sa przymocowane miedziane przewodniki, podobne do opisa¬ nych wyzej przy zebrach e. Sposób od¬ dzielania wytworzonych gazów jest w kaz- dem ogniwie jednakowy, wfcbec czego zo^ staje podany opis tego urzadzenia w naj¬ nizszem ogniwie c.

Pozioma przegroda m, izolowana od — 2 —wyze} i nizej umieszczonego ogniwa, jest umieszczona nieco nizej dna ogniwa b i ma szereg zwisajacych okraglych kryz o, wpo- blizu otworów, przez które przechodza zwisajace elektrody h* Na kryzach o sa o- sadzone tuleje p, np. z azbestu, gazy badz tym podobnego materjalu porowatego. Tu¬ leje otaczaja elektrody h i oddzielaja gaz na nich powstaly od gazu powstalego na elektrodach g. Gaz powstaly na elektro¬ dach h unosi sie do góry, przechodzi przez przegrode n do przestrzeni' pomiedzy prze¬ groda i dnem pgniwa b, stad zas do piono¬ wego przewodu zbiorowego q, polaczonego z rura r w górnej czesci ogniwa.

Gaz powstaly na elektrodach g, dzieki tulejom p nie moze przechodzic przez otwory przegrody n, zbiera sie pod nia i przechodzi do przewodu zbiorowego s.

Przewody q i s zbieraja gazy ze wszyst¬ kich ogniw pionowego stosu. Przewody skladaja sie z szeregu polaczonych rur za posrednictwem izolacyjnych wkladek /, np. ze szkla. Poniewaz na przewody dziala róznica potencjalu tylko dwóch sasiednich ogniw, to wkladki izolacyjne (fig. 1) moga byc bardzo krótkie.

Pomiedzy przewodami q i s oraz ich lacznikami z glównemi przewodami zbióro- Wemi v i w, które zbieraja gazy z poszcze¬ gólnych stosów ogniw, znajduja sie równiez izolacyjne wkladki u. 0 ile dolne konce elektrod h znajduja sie w odpowiedniej odleglosci od dna ogniwa, to izolacja miedzy dnem i elektroda jest zbyteczna. O ile izolacja jest pozadana, to mozna ja wykonac w jakikolwiek spo¬ sób, przedstawiony na fig. 4.

Litera x oznaczono warstwe materjalu izolacyjnego o ksztalcie czaszy, umieszczo¬ na na dnie i czesciowo w sciankach bocz¬ nych ogniwa; przez y — waskie pasmo ma¬ terjalu, które nakrywa tylko dno. W innej odmianie wykonania oznaczono przez z \2 blachy ochronne, nakrywajace waskie pa¬ sma 3 izolacji.

W innem wykonaniu mozna sie obejsc bez izolacji, a tuleje p zupelnie lubczescio¬ wo doprowadzic do dolnego konca elektrod h. W wykonaniu przedstawionem na ry¬ sunku, elektrody g wychodza z dna kazde¬ go ogniwa, dochodza do scian bocznych, tak, ze ogniwo jest podzielone na kilka mniejszych komór (fig; 3)f W ten sposób wytrzymalosc ogniwa jest znacznie wiek¬ sza, elektrolit trzeba jednak doprowadzac oddzielnie do kazdej z komór, Wskutek cze* go trudno jest go utrzymac na jednym po¬ ziomie we wszystkich komorach.

W innem wykonaniu elektrody g nie do¬ chodza do scian lecz maja szerokosc taka, jakelektrody Hi. Otrzymuje sie wówczas kon¬ strukcje mniej mocna od przedstawionej na rysunku, lecz zyskuje sie dobry obieg e- lektrolitu w ogniwie i moznosc zasilania ogniw z jednego punktu. Oczywiscie, elek¬ trody moga równiez byc polaczone ze sciankami bocznemi zapomoca siatki i wów¬ czas ogniwo ma konstrukcje mocniejsza, która pomimo to nie przeszkadza obiegowi elektrolitu.

Powyzej opisana konstrukcja stanowi jedynie przyklad wykonania; wynalazek moze byc jednak wykonany odmiennie, za¬ równo co do calosci jak i szczególów.

Z a s t r z| e zi e n i a jp a t e n t o w el 1. Ogniwo elektrolityczne, skladajace sie ze stosu ogniw pojedynczych, majace przewodniki pradu u góry. i u dolu, zna¬ mienne tern, ze kazda przegroda pomiedzy pojedynczemi ogniwami pionowego stosu ma szereg skierowanych do góry i szereg skierowanych wdól elektrod, które sa u- mieszczone na zmiane, kolejno lub nie ko¬ lejno, tak, ze skierowane wdól elektrody jednej przegrody leza pomiedzy skierowa- nemi do góry elektrodami nizej polozonej przegrody, przyczem skierowane do góry elektrody najwyzej ustawionego ogniwa sa umieszczone na zmiane z elektrodami przy- — 3 —krywy, skierowanemi wdól, a skierowane wdól elektrody najnizej ustawionego ogni¬ wa sa umieszczone na zmiane z elektroda¬ mi dna tegoz ogniwa, skierowanemi do góry. 2. Ogniwo podlug zastrz. 1, znamien¬ ne tern, ze pokrywa stosu ogniw jest za¬ opatrzona w szereg równoleglych, skiero¬ wanych do gffcy pretów, z któremi laczy sie przewodniki elektryczne, a dno stosu ogniw posiada równiez szereg odpowiednich pre¬ tów skierowanych wdól. 3. Ogniwo podlug zastrz. 1, znamien¬ ne tern, ze elektrody górnej pokrywy kaz¬ dego ogniwa skierowane wdól przechodza przez otwory przegrody, majace tuleje, któ¬ re otaczaja te elektrody w celu oddzielenia gazu wydzielonego na tych elektrodach od gazu wytwarzanego na elektrodach, skie¬ rowanych do góry, wychodzacych z podsta¬ wy ogniwa. 4. Ogniwo podlug zastrz. 3, znamien¬ ne tern, ze przewód zbiorowy zbiera wy¬ tworzony w kazdem ogniwie na elektrodach jednakowej biegunowosci gaz przyczem przewód ten sklada sie z szeregu mniej¬ szych przewodów odpowiednio do ilosci ogniw w stosie, i te poszczególne czesci sa jedna od drugiej izolowane.

Albert Edgar Kn owies.

Zastepca: S. Pawlikowski, izecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 2539.

Ark. i. £s> \ ^ ^ ^Do opisu patentowego Nr Ark. 2.

FIC 3 Vg-o o 6 o i) o o ó o W FIC 4 1 H P J i i ^^S^^W^7^^^W^^NSS^ ^ H I l Druk L. Boguslawskiego, Warszawa.