DE390934C - Elektrolytische Zelle - Google Patents

Description

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff durch Elektrolyse von Wasser, bei welcher besondere Vorkehrungen getroffen sind, um eine Vermischung des Wasserstoffes mit dem Sauerstoff zu verhindern. Unter anderem bietet die Einrichtung· auch . den Vorteil, daß bei gleichen Abmessungen der Zelle ihre Leistungsfähigkeit im Vergleich mit ίο den bisher gebräuchlichen Zellen beträchtlich höher ist:

In der Zeichnung ist

Abb. ι ein senkrechter Längsschnitt durch

eine gemäß vorliegender Erfindung gebaute elektrolytische Zelle, wobei einzelne Teile im Schnitt, andere in der Ansicht veranschaulicht sind.

Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 2-2 in Abb. 1.

ao Abb. 3 ist eine schaubiMliche Darstellung eines der Klammerringe, welche bei dem Aufbau der den Gegenstand der Erfindung- bildenden Zelle Verwendung finden.

Abb. 4 ist ein Teilschnitt.

Das Gefäß, welches die Zelle und den Elektrolyten enthält, ist mit 1, der Elektrolyt mit 2 bezeichnet. Letzterer besteht vorzugsweise aus einer ioprozentigen Lösung von Natriumhydroxyd in Wasser. Am Boden des Gefäßes ι sind einander gegenüberliegende und sich durch die ganze Länge des Gefäßes erstreckende Tragleisten 3 angeordnet, welche aus nicht leitendem Material bestehen und, wie bei 3^a angedeutet, derart mit einer Aussparung versehen sind, daß sie einen Sitz für die unteren Enden der Zelleneinheiten bilden.

Jede Einheit besteht aus einem schmalen, unten offenen Gehäuse von Eisenblech, Faserstoff oder irgendeinem anderen geeigneten Material und hat an jeder Seite eine Öffnung, die von einem nach außen vorspringenden Flansch 5 begrenzt ist. Diese Öffnungen sind bei der dargestellten Ausführungsform oval oder elliptisch, jedoch können sie auch andere Gestalt haben. Innerhalb eines jeden Flansches ist eine, vorzugsweise aus Eisen bestehende, Elektrode 6 angeordnet, deren äußere Fläche mit Vorsprüngen bzw. Erhöbungen 6^S versehen ist. Letztere sind knopfartig- ausgebildet und in senkrechten Reihen gegeneinander versetzt angeordnet.

Jede Elektrode entspricht in ihrer Gestalt

dem Flansch 5, ist jedoch ein wenig kleiner im Durchmesser wie der letztere, so daß sie in den Flansch eingesetzt werden kann und noch ein gewisser Raum zwischen dem Umfange der Elektrode und der Innenwandung des Flansches verbleibt. Der Zwischenraum ist für Zwischenstücke 6* aus nicht leitendem Material bestimmt.

An jeder der einander gegenüberliegenden ίο Flanschen 5 sind aus Asbest o. dgl. bestehende Diaphragmen 7 angeordnet und durch den Ring 8 befestigt. Die Breite der Klammerringe ist derart bemessen, daß sie sich gegen die Seiten der einander gegenüberliegenden ZelTeneinheiten stützen und die Weite des Raumes zwischen den letzteren bestimmen. Auf diese Weise wird zwischen den einander gegenüber befindlichen Diaphragmen je eine Kammer gebildet, die von den Diaphragmen und dem Klammerring begrenzt ist. Letzterer ist, wie die Abb. 2 bis 4 bei 8^a erkennen lassen, im oberen Teile mit Löchern versehen.

Die Einheiten der Zelle werden in ihrer richtigen Lage im Gefäße mittels einer Schraubenspindel 10 und einer Platten gehalten. Die an den Enden befindlichen Einheiten der Zellen sind mit einer Kappe 12 versehen, die über den Flansch 5 gestülpt ist.

Jede Einheit 4 ist mit einem Hals 4° versehen, der durch einen Stöpsel 4⁶ aus isoliermaterial geschlossen ist, und durch diesen Stöpsel ist der Draht 13 hindurchgeführt, welcher mittels eines Querstückes 14 (aus Eisen o. dgl.) an die Elektroden 6 angeschlossen ist. Die Leitungsdrähte 13 der in der Reihe befindlichen Einheiten sind afovechselnd an eine negative und an eine positive Leitung angeschlossen. Jede Einheit ist ferner mit einem Nippel 4^C versehen, um Schlauchleitungen anzuschließen.

Wenn ein elektrischer Strom durch die Zelleneinheiten geleitet wird, wird in dem einen Satz der Einheiten Sauerstoff, in dem anderen Wasserstoff entwickelt. Die Ableitung der entwickelten Gase .geschieht durch an die Nippel 4^C angeschlossene Schläuche.

Die Art und Weise, wie die Einheiten gelagert sind, gestattet dem Elektrolyten freie ; Zirkulation. Unter normalen Verhältnissen werden keine Gase durch die Diaphragmen 7 hindurchgehen. Sollte es jedoch vorkommen, daß der Druck in einem der Sammelbehälter für das Gas zu hoch steigt und dadurch den Elektrolyten aus einem Satz der Zelleneinheiten bis unterhalb des oberen Endes der Elektroden verdrängt, dann kann das Gas durch die Diaphragmen, welche die Elektroden bedecken, hindurchgedrückt werden. In diesem Falle wird das Gas nicht durch die Diaphragmen, welche die nächsten Zellen bedecken, übertreten können, da ein Auslaß in den Kammern, welche sich zwischen den angrenzenden Diaphragmen befinden, durch die öffnungen 8° in den Klammerringen 8 vorgesehen ist. Daher kann es im Betriebe der Zellen nicht vorkommen, daß die Gase 'sich miteinander vermischen.

Da jede Einheit mit einem Paar Elektroden versehen ist, ist die Leistungsfähigkeit der Zelle fast doppelt so groß als die anderer gebräuchlicher Zellen gleicher Größe. Die Anordnung der Elektroden zueinander und zu den Querstücken 14 macht es möglich, die Einheiten durch Schraubenspindel 10 und Platte 11 zu einem standhaften System zu vereinigen.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektrolytische Zelle, gekennzeichnet durch in einem Behälter (1) für den Elektrolyten (2) angeordneter Elementeinheiten, die je aus einem Gehäuse (4) mit in oder neben Öffnungen der Seitenwände dieser Gehäuse derart eingesetzten Elektroden (6) bestehen, daß zwischen Elektrode und Kante (5) der öffnung ein Durchgang für die Gase zum Gassammeiraum im oberen Teile der Gehäuse gebildet ist, überdies durchlässige Membranen (7) darüber angeordnet sind, die zwischen sich einen Weg für den zu den Elektroden gehenden Elektrolyten freilassen und einen Notauslaß für die Gase bilden.
2. 2. Elektrolytische Zelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (4) durch Klammerringe (8) so getrennt gehalten werden, daß auch die Membranen getrennt voneinander liegen.
3. 3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung in der Gehäusewand zur Aufnahme der Elektrode einen flanschartig ausgebogenen Rand (5) besitzt, in dem die Elektrode (6) mit Abstand¹ durch Zwischenstücke (6^b) gehalten wird, während die Membran (7) allseitig über den Flansch greift.
4. 4. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch eine Preßschraube (10) mit Vorlegeplatte (n) zum Einspannen der Elementeinheiten in dem Behälter (1), wobei die Außenelektroden der beiden Endeinheiten zweckmäßig durch Deckplatten (12) abgedeckt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.