DE253308C

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Publication number: DE253308C
Application number: DENDAT253308D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 235308 KLASSE 12*. -GRUPPE 13,

Bei zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff praktisch verwendbaren elektrolytischen Apparaten ist es erforderlich, diese so einzurichten, daß dem Sauerstoff jede Möglichkeit genommen ist, in die Wasserstoffabteilung zu entweichen und umgekehrt, selbst für den Fall, daß eine schlechte Verbindung infolge Irrtums oder Nachlässigkeit vorhanden ist. Eine Beschmutzung der Apparate darf auch nicht eintreten, und auch dann nicht, wenn Wasser eingefüllt wird, das nicht genügend klar ist, wie dies bei Regenwasser häufig vorkommt. Um schließlich den heutigen Anforderungen der Industrie Genüge zu leisten, müssen die elektrolytischen Apparate die Gase unter starkem Druck liefern, ohne daß die Reinheit der Gase dadurch beeinträchtigt wird.

Der Apparat der vorliegenden Erfindung ist nun derartig eingerichtet, daß er allen den vorerwähnten Anforderungen Rechnung trägt. Der Apparat besitzt Spannungselektroden der aus Fig. 6 ersichtlichen Art. Vorsichtsmaßregeln sind getroffen, um zu vermeiden, daß der- auf einer Seite der Elektroden erzeugte Sauerstoff sich auch nur in sehr geringer Menge mit dem auf der anderen Seite der Elektroden gebildeten Wasserstoff vermischen kann. Zu diesem Zwecke sind die Elektroden oben mit Ohransätzen ι (Fig. i, 3, 4 und 5) versehen, die mit dem übrigen Teil der Elektrode aus einem Stück gegossen sind. Jedes dieser Ohren zeigt einen Kanal 2 bzw. 3. Der Kanal 2 steht durch einen kleinen Kanal 4 mit einer Seite der Elektrode in Verbindung, während der Kanal 3. durch einen ähnlichen Kanal mit der anderen Seite der Elektrode verbunden ist. Am unteren Ende der Elektrode ist ein drittes Ohr 5 vorgesehen, das einen Kanal 6 aufweist, der mit beiden Elektrodenseiten verbunden ist und die Zuführung des Elektrolyten zu den Elektroden gestattet.

Preßt man eine gewisse Anzahl Elektroden gegeneinander unter Zwischenschaltung von (Asbest-) Diaphragmen 7,. die der rechteckigen oder quadratischen Form der Elektroden entsprechen, und unter Zwischenlegung von Kaut- , schukringen 8 an den Stellen der Ohren, wo die Kanäle durchgehen, wobei die Ringe vermittels einer leichten Vertiefung 9 in ihrer Lage gehalten werden, so erhält man einerseits eine Reihe dichter Zellen, die den eigentlichen Elektrolyseur bilden, und andererseits drei Verbindungskanäle, von denen Kanal 2 zum Leiten

des Wasserstoffs und des Elektrolyten, der die Negativfläche der Elektroden passiert hat, Kanal 3 zum Leiten des Sauerstoffs und des Elektrolyten, der die Positivfläche der Elektroden passiert hat, und endlich Kanal 6 allein zur Zuleitung des Elektrolyten zu beiden Seiten der Elektroden dient. Die Kanäle bestehen nicht einfach aus in dem rechtwinkligen Teil der Platte gegenüber den Öffnungen der Diaphragmen angeordneten Öffnungen, da es bei dieser letztgenannten Einrichtung leicht vorkommt, daß, ohne daß man es von außen beobachten kann, infolge einer schlechten Innenverbindung beispielsweise Wasserstoff zu dem Sauerstoff gelangt und umgekehrt. Gemäß der vorliegenden Einrichtung kann, selbst wenn eine Undichtheit auftreten sollte, nur ein Entweichen von Sauerstoff oder Wasserstoff direkt in die Atmosphäre erfolgen, denn man sieht in der Tat bei 10, daß der äußere Rand der Diaphragmen die runden Kautschukscheiben nicht berührt.

Ebenso wird auch jede Verunreinigung der Gase vermieden, und Undichtheiten sind von außen immer sichtbar infolge des mitaustretenden flüssigen Elektrolyten, der gleichzeitig mit den Gasen zirkuliert.

Um zu verhindern, daß feste Verunreinigungen sich an den wirksamen Flächen der Elektroden und Diaphragmen ansammeln, ist folgende Einrichtung getroffen. Die erste

. Elektrode besteht mit dem verhältnismäßig großen Flüssigkeitsbehälter 20 aus einem Stück in der Weise, daß die Wand dieses Behälters eine Fläche der Elektrode bildet. Der ganze Behälter steht in Verbindung mit dem Negativpol der elektrischen Stromquelle, und zwar durch die Anschlußklemme 21. Das Wasser wird nur an der Außenfläche des kanalisierten Teiles 22 der Elektrode zersetzt. Um nun zu vermeiden, daß sich feste Verunreinigungen auf den wirksamen Teilen der Elektrode und Dia- - phragmen ansammeln, ist eben der Elektrodenbehälter 20 verhältnismäßig groß gewählt, so daß trotz der Geschwindigkeit des Stromes die festen Stoffe sich unten im Behälter auf dem Boden 11 absetzen können, wo die Geschwindigkeit der Flüssigkeit gleich Null ist. Die Verunreinigungen können durch Öffnen eines Hahnes 13 aus dem Behälter entfernt werden.

Der Behälter 20 (Fig. 1 und 3) dient gleichzeitig, zur Trennung des Sauerstoffs und des Wasserstoffs. Zu diesem Zwecke ist er durch eine dichte oder besser durch eine doppelte Trennungswand 12 in zwei Teile geteilt. Man erhält so ein großes Doppelgefäß, dessen beide Hälften unten durch einen breiten Kanal verbunden sind, in dem sich die Verunreinigungen ansammeln können, die, wie gesagt, mittels eines Hahnes 13 abgelassen werden können.
Um zu verhindern, daß eine Druckdifferenz zwischen den beiden Behältern für Sauerstoff und Wasserstoff dauernd bestehen kann, ist es nötig, daß, wenn der Apparat seine Gase bei hohem Drucke abgibt, eine Vorrichtung vorgesehen wird, welche verhindert, daß ein Gas verhältnismäßig schneller entweicht als das andere. Zu diesem Zwecke befindet sich in jedem Abteil ein Schwimmer 14, der sich zum Teil in der Flüssigkeit und zum Teil in dem Gase befindet. Diese Schwimmer sind jeder an je einem Gestänge 16 befestigt. Beide Gestänge sind wieder unter sich unten durch einen Wagebalken 15 verbunden. Letzterer ist an der Stelle angeordnet, an welcher die beiden Teile des Behälters miteinander kommunizieren. Oben tragen diese Gestänge in Gleichgewicht gehaltene, rohrförmige Ventile oder andere Vorrichtungen 17, die außerhalb bei 18 eingestellt werden können. Sobald die Flüssigkeit infolge Druckdifferenz zwischen den beiden Behältern auf einer Seite sinkt und auf der anderen Seite steigt, folgen die Schwimmer der Bewegung der Flüssigkeit und mit ihr die Ventile. Wenn also der Druck im rechten Teil den im linken übersteigt, so steigt die Flüssigkeit links, sinkt rechts und zieht die Schwimmer mit. Das rechte Ventil öffnet sich, und es entweicht viel Gas, das linke schließt sich, und \venig Gas entweicht. Durch geeignete Regelung dieser Ventile kann man jeden beliebigen Druck in den beiden Behältern erhalten, welche die das Gas bei hohem Druck benutzenden Apparate speisen können, während das Gas, welches durch die Ventile entweicht, zu den Apparaten gelangt, welche Gas von geringerem Druck gebrauchen. Die Gase können nicht quer durch die Scheidewand durchsickern und bleiben infolgedessen immer vollständig rein.

Der Elektrolyt wird in den Stromkreis eingeschaltet mittels der Stromklemme 21, deren eine auf der (hohlen) ersten Elektrode sitzt, während die ändere an der letzten Elektrode bei 23 angeordnet ist.

Claims

105 Patent-Ansprüche:

1. Nach Art der Filterpressen zusammengesetzter Apparat zur Elektrolyse von Wasser mit Kanäle zur getrennten Ableitung des Wasserstoffs und Sauerstoffs und zur Zirkulation des Elektrolyten aufweisenden Rahmenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode hohl ist und einen verhältnismäßig großen Vorraum bildet, auf dessen Boden sich die in dem zu elektrolysierenden Wasser ev. enthaltenen Verunreinigungen absetzen können.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Vorraum bildende Behälter gleichzeitig zwecks getrennter Gewinnung der beiden Gase durch eine

zweckmäßig doppelte, bis in den unteren Teil des Behälters herabragende Wand in zwei Abteile geteilt ist.

3. Apparat nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der beiden Behälterabteile teilweise in die Flüssigkeit eintauchende. Schwimmer angeordnet sind, die mittels eines an der Verbindungsstelle der beiden Abteile vorgesehenen. Wagebalkens bzw. eines Gestänges untereinander verbunden sind und am oberen Ende der Behälter vorgesehene, im Gleichgewicht befindliche und von außen regelbare Ventile beeinflussen und so die entsprechende Gasabgabe in die Wege leiten und regeln.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.