Elément électrolytique pour la production de gaz. Cette invention est relative aux éléments électrolytiques pour la production de gaz, comprenant des électrodes constituées par deux parois conductrices espacées, l'espace entre lesquelles sert à la circulation de l'élec trolyte.
Les électrodes de ce genre, telles qu'elles ont été employées jusqu'à présent, possèdent (les parois dont le faible espacement ne per met pas d'obtenir tout l'avantage qu'on retire de la circulation de l'électrolyte par suite du dégagement des gaz sous forme de bulles. Le mouvement de l'électrolyte vers le bas entre les parois constituant une électrode est trop rapide, de manière que le gaz qu'il entraîne, au lieu de s'échapper vers le haut et de ga gner les collecteurs placés au-dessus des électrodes, est évacué en bas; une certaine quantité de gaz passe même quelquefois sous les diaphragmes séparateurs en amiante ou matière analogue, ce qui se traduit par un faible degré de pureté du gaz recueilli.
Conformément à l'invention, la distance entre les faces internes des deux parois de l'électrode est plus grande que la somme des deux distances entre les faces externes de chaque paroi et le diaphragme adjacent, de telle sorte que la vitesse d'écoulement de l'électrolyte vers le bas à l'intérieur de l'é lectrode, c'est-à-dire entre lesdites parois, est plus faible (de préférence de moitié) que la vitesse d'écoulement vers le haut entre les faces externes des parois et les diaphragmes. Ce fait facilite la séparation des gaz de l'é lectrolyte.
Il est préférable que chaque paroi se com pose de deux plaques placées l'une au-dessus de l'autre et séparées par un faible espace, dans lequel l'électrolyte peut passer pour ga gner les surfaces externes des parois de l'é lectrode. L'amenée du courant auxdites parois a lieu, de préférence, par des barres conduc trices s'étendant jusqu'en bas de l'électrode, donc sensiblement sur toute sa hauteur, et maintenant les parois espacées; il est préfé rable d'en utiliser deux par électrode, mais il n'y a rien là d'essentiel. Dans la partie supé rieure de chaque barre est fixée une tige conductrice en cuivre ou autre matière conve nable, par exemple au moyen de soudure ou par encastrement dans un évidement pratiqué dedans.
Un tube en acier ou en fer engaine, de préférence, la tige conductrice à laquelle il est assujetti.
Une construction convenable d'une élec trode d'élément électrolytique selon l'inven tion est représentée, à titre d'exemple, dans le dessin annexé.
La fig. 1 en est une vue en élévation; La fig. 2 en est une vue en plan, en sup posant les écrous enlevés; La fig: 3 en est une vue en coupe par la ligne brisée 3-3 de la fig. 1; La fig. 4 est une vue schématique de plu sieurs électrodes, cloches à gaz et dia phragmes d'un élément.
Dans la construction représentée, l'élec trode comporte deux parois espacées l'une de l'autre, a et b (fig. 2). Chacune de ces parois se compose de deux plaques: une plaque su périeure c et une plaque inférieure d, avec un intervalle en hauteur mesurant, par, exemple, 6,25 mm. Les plaques<I>c et d</I> sont fixées, par exemple, par rivetage ou soudure à des barres conductrices e en fer ou acier à section oblongue.
L'épaisseur de ces barres e, qui dé termine l'espacement des parois, doit être plus grande que la somme des distances dont les plaques sont séparées du diaphragme x mon tré en fig. 4, enveloppant l'électrode, de telle sorte que le mouvement de descente de l'élec trolyte soit plus lent que son mouvement ascensionnel. Sur la fig. 4, des cloches à gaz p sont munies alternativement de dia phragmes x mais, comme on 1e conçoit, les conditions indiquées s'appliquent aussi aux électrodes suspendues aux cloches sans dia phragme.
A titre d'exemple, on peut indiquer ici que les parois d'une électrode établie pour un courant de 500 ampères, mesurant 107 sur 46 cm et dont la surface externe est distante de 6,25 mm des diaphragmes, sont séparées par des barres e ayant une épaisseur de 18,75 mm. Les plaques c, d ayant une épaisseur de 3 mm environ, par exemple, sont fixées à ces barre, de préférence, par des points de sou dure r.
Une des barres est voisine d'une extrémité de l'ensemble de l'électrode, tandis que l'au tre barre est espacée de l'autre extrémité de l'électrode, comme représenté. Sauf la pré sence de la barre dans le voisinage de chaque extrémité, les bords de l'ensemble de l'élec trode sont béants. Ceci est également vrai du bas de l'électrode sauf que, comme représenté en pointillé dans la fig. 3, une bande f for mant chicane peut être fixée au-dessous du bord inférieur des parois et espacée d'elles au moyen de petites barres n soudées aux pla ques de distance en distance. .
Au-dessus du bord supérieur des parois de l'électrode, la barre e se prolonge vers le haut sous la forme d'un tube g, dans lequel est fixée de manière à en constituer le noyau une tige conductrice électrique h établie, par exemple, en cuivre. Le tube g peut être ob tenu en perçant un prolongement de la barre e, ou bien être constitué par un tube en acier ou en fer soudé au sommet de la barre, celle- ci étant en outre alésée sur une faible profon deur au-dessous du tube, comme figuré en 3 (fig. 1 et 3), de façon que le noyau pénètre dans la barre tout en étant fixé au manchon, par exemple par soudure.
Le noyau en cuivre h se prolonge au- dessus du tube g; les conducteurs amenant le courant y sont fixés. Il peut être fileté, comme représenté, pour que ces conducteurs soient attachés de la manière usuelle entre des écrous k. Ces conducteurs peuvent aussi être agrafés sur le noyau au moyen de pla quettes et de boulons les traversant horizon talement.
Les plaques<I>c et d</I> peuvent être perforées d'une manière plus ou moins uniforme dans toute leur étendue, mais, de préférence, tout le long de leurs régions inférieures, comme le met en évidence la partie droite de la fig. 1.
Les électrodes de bout d'un élément pour ront être formées d'une seule plaque ou de plusieurs plaques telles que<I>c et d,</I> fixées sur un côté seulement d'une ou de plusieurs barres telles que e, car des parois externes se raient dénuées d'efficacité.
Il y a avantage à ce que l'écoulement de retour entre les parois constituant l'électrode ne s'étendë pas sur toute la hauteur de l'élec trode, jusqu'en bas. C'est afin qu'une partie considérable de ce flux d'écoulement puisse s'échapper avant d'arriver en bas qu'ont été ménagés, dans l'exemple décrit, l'espacement en hauteur entre les plaques c et d de même que les perforations q, l'électrolyte exempt de gaz étant ainsi réparti sur la surface externe efficace.
L'ondulation formant nervure interne m s'étendant verticalement de haut en bas des plaques<I>c et d,</I> dans le voisinage des bords de la barre conductrice e, empêche le gau chissement au moment où l'on soude la pla que contre les barres. Mais ces ondulations n'ont pas de raison d'être si les plaques sont rivées aux barres.
Electrolytic element for gas production. This invention relates to electrolytic elements for the production of gas, comprising electrodes formed by two conductive walls spaced apart, the space between which serves for the circulation of the electrolyte.
Electrodes of this kind, as they have been employed heretofore, possess (the walls, the small spacing of which does not allow the full advantage to be obtained from the circulation of the electrolyte as a result of the evolution of gases in the form of bubbles. The movement of the electrolyte downward between the walls constituting an electrode is too rapid, so that the gas which it entrains, instead of escaping upward and ga The collectors placed above the electrodes are evacuated at the bottom; a certain quantity of gas sometimes even passes under the separating diaphragms made of asbestos or the like, which results in a low degree of purity of the gas collected.
According to the invention, the distance between the internal faces of the two walls of the electrode is greater than the sum of the two distances between the external faces of each wall and the adjacent diaphragm, so that the flow speed of the electrolyte downwards inside the electrode, i.e. between said walls, is lower (preferably by half) than the upward flow velocity between the outer faces of the walls and diaphragms. This fact facilitates the separation of gases from the electrolyte.
It is preferable that each wall consists of two plates placed one above the other and separated by a small space, through which the electrolyte can pass to seal the external surfaces of the walls of the electrode. . The current is fed to said walls preferably by conducting bars extending to the bottom of the electrode, therefore substantially over its entire height, and keeping the walls spaced; it is preferable to use two per electrode, but there is nothing essential here. In the upper part of each bar is fixed a conductive rod of copper or other suitable material, for example by means of soldering or by embedding in a recess made therein.
A steel or iron tube preferably sheaths the conductive rod to which it is attached.
A suitable construction of an electrolytic element electrode according to the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing.
Fig. 1 is an elevational view thereof; Fig. 2 is a plan view, supposing the removed nuts; Fig: 3 is a sectional view through the broken line 3-3 of fig. 1; Fig. 4 is a schematic view of several electrodes, gas bells and diaphragms of an element.
In the construction shown, the electrode has two walls spaced apart from each other, a and b (Fig. 2). Each of these walls consists of two plates: an upper plate c and a lower plate d, with a height gap measuring, for example, 6.25 mm. The plates <I> c and d </I> are fixed, for example, by riveting or welding to conductive bars e of iron or steel with oblong section.
The thickness of these bars e, which determines the spacing of the walls, must be greater than the sum of the distances of which the plates are separated from the diaphragm x shown in fig. 4, enveloping the electrode, so that the downward movement of the electrolyte is slower than its upward movement. In fig. 4, p gas bells are provided alternately with x diaphragms but, as will be appreciated, the conditions given also apply to electrodes suspended from bells without diaphragm.
By way of example, we can indicate here that the walls of an electrode established for a current of 500 amperes, measuring 107 by 46 cm and whose external surface is separated by 6.25 mm from the diaphragms, are separated by bars e having a thickness of 18.75 mm. The plates c, d having a thickness of approximately 3 mm, for example, are fixed to these bars, preferably by hard points r.
One of the bars is adjacent to one end of the assembly of the electrode, while the other bar is spaced from the other end of the electrode, as shown. Except for the presence of the bar in the vicinity of each end, the edges of the whole electrode are gaping. This is also true of the bottom of the electrode except that, as shown in dotted lines in fig. 3, a baffle-forming strip may be fixed below the lower edge of the walls and spaced from them by means of small bars welded to the plates at distance to distance. .
Above the upper edge of the walls of the electrode, the bar e extends upwards in the form of a tube g, in which is fixed so as to constitute its core an established electric conductive rod h, for example , in copper. The tube g can be obtained by drilling an extension of the bar e, or else be constituted by a steel or iron tube welded to the top of the bar, the latter being further bored to a shallow depth below. of the tube, as shown at 3 (fig. 1 and 3), so that the core penetrates into the bar while being fixed to the sleeve, for example by welding.
The copper core h extends above the tube g; the conductors carrying the current are fixed there. It can be threaded, as shown, so that these conductors are attached in the usual way between nuts k. These conductors can also be stapled to the core by means of plates and bolts passing through them horizontally.
The plates <I> c and d </I> can be perforated in a more or less uniform manner throughout their extent, but preferably all along their lower regions, as evidenced by the right part of fig. 1.
The end electrodes of an element may be formed from a single plate or from several plates such as <I> c and d, </I> fixed on one side only of one or more bars such as e, because the outer walls would be ineffective.
It is advantageous that the return flow between the walls constituting the electrode does not extend over the entire height of the electrode, to the bottom. It is so that a considerable part of this flow of flow can escape before reaching the bottom that have been arranged, in the example described, the height spacing between the plates c and d likewise as the perforations q, the gas-free electrolyte thus being distributed over the effective external surface.
The corrugation forming internal rib m extending vertically from top to bottom of the plates <I> c and d, </I> in the vicinity of the edges of the conductor bar e, prevents warping when soldering the plate against the bars. But these corrugations have no reason to exist if the plates are riveted to the bars.