Аппарат для электролиза воды

Иллюстрации

Аппарат для электролиза воды (патент 1582)
Аппарат для электролиза воды (патент 1582)
Аппарат для электролиза воды (патент 1582)
Аппарат для электролиза воды (патент 1582)
Показать все

Реферат

 

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ аппарата для электролиза воды.

К патенту ин-ной фирмы Электрическое Акционерное Общество б. Шуккерт и Ко (Elektrizitats-Aktiengesellschaft vorm Schuckert & Со) и ин-ца Ф. Петца (F. Petz), в г. Нюрнберге, Германия. заявленному 3 декабря 1924 года (ваяв. свил. Ке 936).

Действительный изобретатель указан ин-ц Ф. Петц (F. Petz).

Приоритет заявлен с 3 октября 1923 года на основании ст. 4

Советско-Германского Соглашения об охране промышленной собственности.

0 выдаче патента опубликовано 31 августа 1926 года. действие патента распространяется на 15 лет от 31 августа 1926 года.

Как известно, последовательный способ включения генераторов тока представляется более выгодным: подводящие, ток провода могут быть взяты меньшего! сечения и, следовательно, дешевле, а генератор вызывает меньшие расходы на, приобретение и в эксплоатации. Это преимущество используется в элементах, построенных по принципу фильтр-пресса.

Однако, при работе таких элементов возникают нередко затруднения, которые, могли бы быть устранены, если бы име- j лась возможность включать пластинооб- ; разные электроды последовательно, рас- полагая их друг возле друга в сосуде, как это имеет место при параллельном включении. Такое устройство было предложено, но до сего времени практического применения оно не нашло, вслед- ствие того, что при этом часть тока, ! подводимого к одному концевому элек- троду и отводимого от другого конце- ного электрода, обтекает промежуточные электроды и таким образом уклоняется от участия в электролитическом процессе, а также главным образом вследствие трудности найти подходящий материал для сосуда. Этот сосуд не должен проводить электрического тока и горячий щелок (обычный электролит, который, главным образом, приходится иметь в виду), который не должен действовать на него химически. Строительный материал сосуда должен быть дешев; каучук, вособенности эбонит, — единственное вещество, которое могло бы удовлетворить первым двум условиям, — слишком дорог.

В виду этого применяется цемент.

Предлагаемое изобретение позволяет преодолеть это препятствие и тем осуществить практически элемент с несколькими последовательно включенными внутри сосуда электродами. В основу изобретения положена та мысль, что в массу, ком и полкой, на которой последний покоится. Поэтому водородные камеры должны иметь приблизительно вдвое больше об ем, чем кислородные камеры.

Этого можно достигнуть, применяя электроды с боковым выгибом по типу с6 на фиг. 4. Можно также сдвинуть диафрагмы в сторону из средних плоскостей пазов, в которые вставлены их рамы, изготовляя последние из z-образного железа. Наконец, можно, сохраняя для электродных пластин и диафрагм с их рамами ту же конструкцию, как и в описанном элементе, изменить шаг пазов в стенках сосудов таким образом, чтобы расстояние между электродной пластинкой и диафрагмой на стороне выделения водорода было больше, чем на стороне выделения кислорода. В таком случае, надо будет применить два различных профиля для внутреннего и внешнего ряда швеллеров в стенке сосуда.

Применяемые для устройства стен сосуда профили не должны быть обязательно получены прокаткой. Они могут быть согнуты также из полос листового железа, в особенности для сосудов небольших размеров. Для больших сосудов, например, таких, которые предназначены для помещения электродов из нормального листового железа, рекомендуется применять прокатные профили, в целях сообщения сосуду необходимой прочности и устранения необходимости применения особых упрочняющих конструкций для днища и боковых стенок сосуда.

Выше было предположено, что, в качестве неметаллической составной части стенки сосуда, применяется портландцемент. Очевидно, однако, что вместо портланд-цемента можно применить любое другое плохо проводящее или совершенно не проводящее вещество, достаточно стойкое по отношению к действию электролита. обладающее необходимой

-пластичностью при переработке, и прочно соединяющееся с металлом, в особенности с железом. Для удешевления сосуда можно примешивать к цементу куски наполнительного материала, например, известняковый щебень.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1. Аппарат для электролиза воды, с сосудом из цемента, характеризующийся применением заделанных в стенку сосуда, между каждой парой смежных рабочих электродов, одного или нескольких металлических слоев, служащих промежуточными электродами.

2. Форма выполнения охарактеризованного в и. 1 аппарата, отличающаяся применением, в качестве промежуточных электродов, железных листов z1, z9. (фиг. 1), проходящих от дна пазов диафрагм Ы„d9 до внешней поверхности 1, стенки T (фиг. 1).

3. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аппарата, отличающаяся применением, в качестве промежуточных электродов, таврового железа z6, z, г и т. д. (фиг. 2), расположенного в промежутках между диафрагмами и рабочими электродами е1, е9, еа таким образом, что плоские части тавров /гз, Й и А и т. д. закрывают большую часть внутренней поверхности стенки сосуда (фиг. 2).

4. Форма выполнения охарактеризованного в и. 1 аппарата, отличающаяся применением, в качестве промежуточных электродов, двух рядов швеллерного

9 10 11 >5 16 1т " (фиг. 3), обращенных своими плоскими частями поочередно один к наружной, а другой к внутренней поверхностям стенки сосуда, каковые швеллера своими полками проникают в цемент стенки„ не касаясь металлически друг друга, таким образом, что полки смежных швеллеров проходят между собой наподобие звеньев цепи (фиг. 3).

5. В охарактеризованном в п.п. 1, 2„

3 .и 4 аппарате применение, для каждой газовыделяющей стороны рабочего электрода, газосборного колпака д (фиг. 4), погруженного в электролит и изолированного от соответствующего ему рабочего электрода, а также от металлической рамы соответствующей диафрагмы.

Типо-яитографня «Красный Печатник», Ленинград, международный, 75.

Внутренние поверхности боковых стенок снабжены пазами, которые примыкают к пазам дна сосуда. В эти пазы вдвигаются сверху рабочие электроды и рамы диафрагм. В изображенном на фиг. 4 — б элементе это относится также к концевым электродам е и е;. Металлические лобовые стенки sz u з сосуда могут служить в одно и тоже время также концевыми электродами.

Особенностью устройства, изображенного на фиг. 4 — 6, является расположение газособирательных колпаков д. Они покоятся на полках а у головных кромок рабочих электродов и на полках b y головных краев рам диафрагм. Эти полки выложены слоем упругого изолирующего и уплотняющего материала, например, .асбестовой тканью. У внутренних поверхностей боковых стенок г, я промежутки между полками перекрыты полосами е из изолирующего и уплотняющего материала, примыкающими вплотную к стенке сосуда и затрудняющими утечку газов через щели между стенкой сосуда и газосборными колпаками. Для каждой рабочей поверхности электрода имеется отдельный газосборный колпак. Между смежными колпаками оставлены промежутки f для вывода наружу газа, могущего выходить снизу из-под колпака, т.-е. для воспрепятствования переходу газа в соседний колпак. Колпаки присоединены вперемежку к одной из двух газосборных магистралей h„h . Между каждыми двумя смежными местами присоединения в эти магистрали введены изолирующие вставки i, препятствующие проходу тока через магистрали. Трубчатые ответвления к колпакам сделаны составными из двух частей, так что, после разборки фланцевого соединения т между этими частями, каждый колпак может быть отделен от магистрали. Трубопроводы выполняются таким обра.зом, что по удалении одного или

:нескольких колпаков каждый электрод и каждая диафрагма могут быть вынуты из элемента.

Общее число газосборных колпаков в описываемом элементе равно общему числу утопленных в стенку сосуда швеллеров внутреннего ряда между концеBblMH электродами е4, е.-. Если газосборные колпаки изготовлены из металла (они могут быть сделаны также из изолирующего материала), то они образуют в электролите над полками рабочих электродов и диафрагм промежуточные электроды между концевыми электродами е4 и е5. Электродвижущие силы их поляризации препятствуют протеканию тока через слои электролита, заключенные между газосборными колпаками.

В области расположения колпаков ток может протекать лишь через щель между колпаками и боковыми стенками сосуда, ускользая от участия в процессе электролиза. Этой потери можно, однако, совершенно избежать, уплотняя колпаки относительно боковых стенок сосуда.

При этом каждый колпак может быть приведен в металлическое соприкосновение с утопленным в стенке сосуда швеллером внутреннего ряда, так как эти части во время работы элемента обладают одинаковым потенциалом.

К электродам приварены дырчатые железные листы и, расположенные впереди железных листов. Благодаря этому, активная поверхность электрода увеличивается, а сопротивление электролита прохождению тока уменьшается.

В рассматриваемом элементе все камеры, из коих каждая образуется одной электродной пластиной, одной диафрагмой, стенкой сосуда и газосборным колпаком, имеют одинаковый об ем. При испытании, которому подвергался электролитический элемент, одному из электродов была придана выпуклая форма (е6 на фиг. 4), с целью увеличения об ема водородной камеры H сравнительно с об емом камеры О, в которой собирается кислород. При этом были констатированы не только ббльший выход водорода, но и ббльшая чистота газов в сборных колпаках Н и О.

Менее благоприятный результат, получаемый при одинаковом об еме обоих камер, приходится приписать тому обстоятельству, что, вследствие неравенства об емов водорода и кислорода, примешивающихся к электролиту в виде мелких пузырьков и дающих при этом смесь неодинаковой плотности, уровень электролита в камере H поднимается выше, чем в камере О, в виду чего электролит перетекает из камеры H в камеру О через щели между газосборным колпа