Elektrolytischer Apparat. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrolytisehen Apparat, insbesondere zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasser stoff, von derjenigen Gattung, welche eine Anzahl von in einem einzigen Gehäuse ver einigten Zellen aufweist, durch welche Stroni durchgesehickt wird und das durch eine An zahl von ringförmigen Rahmen und Endplatten gebildet ist, wobei Diaphragmen und Elek troden vorgesehen sind,
welche wechselweise zwischen den rirrgför-migerr Rahmen angeord net und durch die letzteren in Abstand von= einander gehalten werden, wobei die Elektro den von Platten getragen werden, und welche ebenso wie die Diaphragmen an ihren Rän dern durch die Rahmen festgeklemmt wer den und die genannten Tragplatten das Ge häuse in Zellen und die Diaphraginen diese Zellen in Anode- und Kathodekammern unter teilen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Elektroden und Diaphragmen und die ge nannten ringförmigen Rahmen separate Kon struktionsteile bilden und voneinander elek trisch isoliert sind,
wobei das Ganze derart miteinander vereinigt ist, dass ein wasser- und gasdichtes Gehäuse entsteht. Auf beiliegender Zeichnung ist beispiels weise ein elektrolytischer Apparat nach der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist eine Ansicht eines Apparaten- types, der nach der Erfindung gebaut ist, der zur Erzeugung von Sauerstoff und Was serstoff dient und zu diesem Zweck drei Ein heiten oder Zellengruppen aufweist; Fig. 2 ist ,ein senkrechter, Schnitt durch eine Einheit oder Zellengruppe, und zwar nach der Linie 2-2 der Fig. 4, wobei der senkrechte Schnitt einiger Elektroden, die auf der rechten Seite der Figur gezeigt sind, nach einer Linie 211-2a der Fig. 4 ge dacht ist;
Fig.3 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2, und Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt näch der Linie 4-4 der Fig.2.
Wie vor allen Dingen die Fig. 2, 3 und 4 deutlich erkennen lassen, besteht die darin dargestellte Einheit oder Zellengruppe im vorliegenden Falle aus zehn Zellen. Die Zellenzahl kann natürlich auch grösser oder kleiner als zehn sein. Die die Gruppe bildenden Zellen werden durch trennende Zwischenwände 10 und Endwände 10a, 10'' gebildet, die im vorliegenden Falle gleich zeitig Elektroden-Tragplatten darstellen.
Die von zwei beliebigen aufeinanderfolgenden Wänden 10 eingeschlossene Zelle ist durch ein durchlässiges Diaphragma 13 aus Asbest gewebe oder dergleichen in eine Anodenkam mer 11 und eine Kathodenkammer 12 ge teilt. Im vorliegenden Falle bestehen die Zellenwände 10 aus Blech, beispielsweise aus Stahl, Nickel, vernickeltem Stahl oder der gleichen. Die Ränder der aufeinanderfolgen den Platten 10 und der Diaphragmen 13 sind fest zwischen ebenflächige rechtwinklige Metallrahmen 14 eingeklemmt, die ihrerseits in irgendwie geeigneter Weise fest zusammen geklemmt gehalten werden.
In dem der Darstellung zugrunde gelegten Falle sind die genannten Rahmen, Platten und Diaphragrnen mit Öffnungen zur Aufnahme von Bolzen 15, sowie von Isolierhülsen 16 aus irgend einem geeigneten Isoliermaterial, wie Hartgummi oder dergleichen, versehen, die auf die Bolzen aufgeschoben sind. Die Gewindeenden dieser Bolzen tragen mit Isolierbüchsen 18 versehene Muttern 17 mittelst deren ein beliebiger ge wünschter Klemmdruck auf die vereinigten Teile ausgeübt werden kann.
Zur Isolierung der rechtwinkligen Rahmenteile 14 von den Zellenwänden 10 und den Diaphragnren sind geeignete Mittel vorgesehen. Bei der darge stellten Ausführung ist ein Streifen 19 aus Gummi oder dergleichen um die innere Kante jedes Rahmens herumgelegt, derart dass er beide flachen Seiten bedeckt und sich etwas über die Aussenkanten des Rahmens hinaus erstreckt. Eine ähnliche Platte 20 aus Iso liermaterial ist um die Aussenkante jeder Zellenwand 10 gelegt und bedeckt beide Sei ten des Randteils dieser Wand.
Die Isolie rung besteht also aus einer doppelten Lage Isoliermaterial zwischen jeder Zellenwand und dem betreffenden Zellenrahmenstück. Aus weiter unten zu erläuternden Gründern lässt man die Isolierschichten 20 am obern Ende der Generatoreinheit auf beiden Seiten der einzelnen Platten oder Wandungen 10 um ein erhebliches Mass vortreten, so dar sie erst bei 21 (Fig. 2) enden. An den Seiten- und Bodenteilen der Einheit brauchen dagegen die Isolierlagen 20 nun- wenig über die innern Kanten der 3,Tetallrahmen vorzuragen.
Jede einzelne der Zellenwandungen oder Platten 10 mit Ausnahme derjenigen, die die Endwände 10" und 10r' bilden, trägt zwei Elektroderrstücke 22 und 28, die auf den ge genüberliegenden Seiten der betreffenden Platte oder Wand in guter metallischer Verbindung miteinander angebracht sind. Die dadurch gebildete Vereinigung stellt eine zweipolige Elektrode dar.
Inn vorliegenden Falle arbeiten die Elektrodenteile 22 als Kathoden, die Elektrodenteile 23 als Anoden. Die End- platte 1.011 bildet mit der an ihr befestigten einzelnen Elektrode 23\1 eine einpolige Elek trode, und zwar irn vorliegenden Falle eine Anode. Entsprechend bildet die einzelne Elektrode 2.'3', der Endwand 1011 eine ein polige Elektrode, und zwar arbeitet diese hier als Kathode.
Die von den Zellenwan dungen 10 getragenen Elektrodenteile können von irgendwie geeigneter Beschaffenheit sein. Bei dein dargestellten Apparat, der für ge wöhnlich mit ver,hältiiismäfäig hohen Strom dichten und hohen Elektrolyttemperaturen betrieben wird und bei dein deshalb die Ab lösung und Entfernung der entwickelten Gase erleichtert und Gelegenheit für einen freien Umlauf des Elektrolyten geschaffen werden muss, sind aktive Elektrodenflächen von durch lässiger oder durchbrochener Beschaffenheit sehr erwünscht.
Entsprechend bestehen die aktiven Elektrodenflächen 24 aus Drahtge webe, zweckmässig in Form von mehreren aufeinandergelegten Schichten oder miteinan der verwebten Lagen, die durch Stifte oder Zapfen 26 mit ihren Rändern am Rahmen 2.5 befestigt sind. Diese Rahmen sind so angeordnet, dalä die durchbroclrenen Elektro den 24 etwas von der Zellenwand oder Trag platte 10 abstehen, wie bei 25n in Fig. dargestellt, und dass sie im wesentlichen in A plage an den Diaphragmen 13 gehalten werden.
Die einzelnen Rahmen 25 bestehen bei der dargestellten Ausführungsform aus einem Paar paralleler senkrechter Streifen oder Schienen, die den Abstand zwischen den durchbrochenen Elektrodenteilen und der Platte 10 halten, dabei aber einen freien senkrechten Durchgang zwisehen der Zellen wand und der Elektrode für den Durchtritt des Elektrolyten und der Gase freilassen. Dieser Durchgang ist oben und unten offen und auf seiner ganzen Länge irn wesentlichen nicht eingeengt.
Wie Fig. 4 erkennen lässt, können die so angeordneten durchbrochenen Elektrodenflächen auf jeder Zellenwand oder Tragplatte in einzelnen Feldern angebracht werden, die nebeneinander und unabhängig voneinander auf der Platte befestigt sind. Diese Art der Anordnung ist aber nicht un bedingt erforderlich.
Zur Erzielung eines geregelten Umlaufes des Elektrolyten durch die Zellen, sowie zur Führung des entwickelten Wasserstoffes und Sauerstoffes sind besondere Vorkehrungen ge troffen. Bei der in den Zeichnungen darge stellten Ausführungsform befindet sich die Einrichtung für den Umlauf des Elektrolyten innerhalb der Einheit oder Zelleugruppe selbst.
Dasselbe gilt in der Hauptsache für die Ein richtung zur Sammlung der entwickelten (rase. Am einen Ende der Zellengruppe ist eine Kammer 27 vorgesehen, die einen Be hälter für den Anolyten und den Sauerstoff bildet, während sich auf dem entgegengesetzten Ende der Zellengruppe die Kammer 28 für den Katholyten und den Wasserstoff befindet.
Die Kammern 27 und 28 liegen zwischen den betreffenden Endwänden der Zellengruppe und den Wänden 27a und 28a, die durch schwere, zu einer Art Rahmen zusammenge fügte und die genannten Kammern umgebende U-Eisen <B>271</B> getragen und in richtiger Ent fernung von den Zellenwänden gehalten wer den.
Jede einzelne Zelle der Gruppe ist mit einer besondern Einrichtung für die Zufüh rung des Anolyten aus der Kammer 27 in den untern Teil der Anodenabteilung, sowie zur Leitung des Anolyten vom obern Teil der Anodenabteilung zu der erwähnten Ano- lytkammer ausgestattet.
Eine entsprechende Einrichtung ist für jede einzelne Zelle zwecks Zuführung des Katholyten aus der .Kammer 28 in den untern Teil der Kathodenabteilung der betreffenden Zelle, sowie zur Leitung des Katholyten von dem obern Teil der Kathoden abteilung zur Katholytkammer vorgesehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine untere Reihe von Kanälen 29 für die Zuführung des Elektrolyten zu den Halb zellen jeder Zelle und eine obere Reihe von Kanälen 30 für die Rückführung des Elektro lyten in die Kammern 27 und 28 angeordnet.
Die Zahl der Kanäle ist für jede Reihe die selbe und gleich der Anzahl der eine Gruppe bildenden Zellen, im vorliegenden Falle also gleich zehn. Jeder dieser Kanäle steht mit nur einer der Zellen in Verbindung, und mündet am einen Ende in die Anolytkammer und am andern Ende in die Katholytkammer. So ergibt beispielsweise die Betrachtung der besondern, die Anodenabteilung A und die Katbodenabteilung C (Fig. 2) enthaltenden Zelle, dass die Zuführungsleitung 29 für den Elektrolyten mit dem untern Teile der Ano denabteilung A durch mehrere über den Um fang verteilte Öffnungen 31, mit der Katho denkammer C durch ähnliche Öffnungen 32 in Verbindung stehen.
Zwischen diesen beiden Gruppen von Öffnungen und im wesentlichen in derselben Ebene mit dem Diaphragma 13 ist eine Prellscheibe oder Trennwand 33 ein gelegt, die aus geeignetem nicht leitenden Material oder aus mit einem isolierenden Überzuge versehenem Metall besteht. Diese Trennwand teilt die Zuführungsleitung 29 für den Elektrolyten in zwei besondere, mit einander nicht in Verbindung stehende Teile, voll denen der eine durch die an dem be treffenden Ende vorgesehenen Öffnungen 34 mit der Anolytkammer 27, der andere durch Öffnungen 35 mit der Katholytkammer 28 in Verbindung steht.
In entsprechender Weise ist die Rückführungsleitung des Elek trolyten der Zelle A, C durch eine Zwischen wand 36 in zwei verschiedene Abschnitte geteilt, von denen der eine durch die Öffnun gen 37 und 38 mit der Anodenabteilung A bezw. der Anolytkammer 27, der andere durch Öffnungen 39 und 40 mit der Katho denabteilung C bezw. der Katholytkammer in Verbindung steht.
Das typische, indivi duelle Leitungssystem für den Elektrolytiiin- lauf, wie es im Vorstehenden unter @ezLig- nahme auf die Zelle A, C.' beschrieben i,t, findet sich bei der der Darstellung zugrunde gelegten Ausführungsform der Erfindung auch bei jeder der andern Zellen. Natürlich sind aber die beiden für die Zu- und Abführung des Elektrolyten vorgesehenen Lochgruppen 31, 32 und 37, 39 in jedem Paare der Lei tungen 29, 30 für die einzelnen Zellen in verschiedenen Ebenen angeordnet, wie aus den Fig. 3 hervorgeht.
'Um den Elektrolytspiegel 41 in den Anolyt- und Katholytkammern auf gleicher höhe zu halten, ist eine sich durch den un tern Teil der Zellengruppe erstreckende Lei tung 42, Fig.4, vorgesehen, die an den En den finit den Anolyt- und Katholytlzarninern, und zwar unterhalb des Spiegels der darin enthaltenen Flüssigkeit in Verbindung steht.
Diese Ausgleichleitung 42 ist aber an keine der Zellen angeschlossen, auch enthält sie keine Trennwand. Sie dient zum Ausgleich der hydrostatischen Druckhöhe in den Anolyt- und Katholytkammern.
Der Verlauf des Elektrolytuinlaufes in der Zelle :1C (Feg. 2) ist durch die einge zeichnetem Richtungspfeile angedeutet. Der Linlauf für die anderen Zellen ist natürlich ein entsprechender.
Die durch die elektro lytische Wirkung in der Zelle erzeugte Wärme verursacht zusammen mit der reichlichen Ent wicklung von Gasblasen (Wasserstoff und Sauerstoff) einen nach oben gerichteten Strom des Elektrolyten auf den entgegengesetzten Seiten des in den Anoden- und Xathoden- halbzellen oder -Abteilungen angeordneten Diaphragmas. Der Anolyt und der hatholyt treten aus den Zellen aus und durch die Lochgruppe 37 bezw. 39 auf den gegenüber liegenden Seiten der Trennwand 36 in die Leitung 30 ein.
Der Anolyt fliesst nach rechts in die Anolytkammer 27 und der Katlio- lyt nach links in die Katboly tkammer 28.
Die vei#hältnismässig heissen Elektrolyte strö men auf diese Weise in die in diesen Karn- mern enthaltenen Elektrolytmassen in der Nähe der Oberfläche 41 (Feg.
4) ein und ver lieren auf dem Wege durch die leitenden Kammerwände 27 1 und 28a durch Leitung und Strahlung eine erhebliche Menge Wärme, wenn diese Kammerwände aus wärmeleiten dem Material bestellen und nicht, wie es bei dem dargestellten Apparat der Fall ist, ge schützt sind. Wenn der Elektrolyt sich ab kühlt, sinkt er natürlich nach unten.
Er wird durch die fortdauernde Nachströmung von wärmerem Elektrolyt aus der Ausfluh- üffnung der Leitung 30 ersetzt. Der kühlere Elektrolyt im untern Teile der Kammern 27 und 28 flieht also ununterbrochen in die Ein trittsenden der Leitung 29 und strömt in den untern Teil der betreffenden Anoden und Kathodenabteilungen, beispielsweise der Zelle A0 ein,
und zwar aus den auf ge genüberliegendem Seiten der Trennwand 33 befindlichen Teilen der betreffenden Leitung durch die Öffnungen 31 bezw. 32. In der selben Weise läuft der Ariolyt und Katholyt durch jede der anderen Zellen der betreffen den Einheit oder Gruppe uni. Es wird also ein geregelter Umlauf des Anolyten und Katholyten getrennt für jede Zelle lediglieli durch die Wirkung der tberniiseben Druck hölle erreicht.
Diese \'irkung wird natürlich durch die mechaniselie Wirkung der auf den gegenüberliegenden Seiten den Zellendia phragmen entwickelten Uriblasen verstärkt.
Unter gewissen Betriebsbedingungen, beson ders wenn bei Elel-;trolytteniperaturen von etwa 71 -83 C und darüber gearbeitet wird, kann jedoch die sieh ergebende grössere Leit fähigkeit des Elektrolyten eine solche Er höhung der Stroindiclite zur Folge haben, dass es schwierig wird, Überhitzung infolge der dadurch verursachten Wärmestauung zu verhindern.
da die normale @@'ärinestrahlungs- fähigkeit des Apparates nicht mehr genügt, das Wärmegleichgewicht bei einer Tempera tur zu halten, die in dein betreffenden Falle als am besten geeignet angesehen wird.
Aus diesem Grunde, sowie allgemein ini Interesse einer genauere Überwachung und Regelung der Temperatur, sowie der Erzielung der rich tigen L'rulaufgeschwindigkeit für den Elektro- lyten empfiehlt es sich manchmal, eine äussere Kühleinriehtung für die Kammerwandungen 27" und 2811 vorzusehen, statt sich einfach auf die Luftkühlung zu verlassen.
In dem dargestellten Falle besteht diese Hilfskühl einrichtung aus Wasserspritzvorrichtungen 43, die so angeordnet sein können, dass sie das Wasser gegen die genannten Wandungen, und zwar etwa in der Höhe des Elektrolyt spiegels 41 spritzen, wo die Elektrolyttempe- ratur am höchsten ist. Durch diese Anord nung wird also der Wärmeaustausch an die Stelle des grössten Temperaturunterschiedes verlegt, wodurch der grösstmögliche Wirkungs grad der Kühlung erreicht wird.
Enthält die Anlage mehrere Zellengruppen, wie in Fig. 1 dargestellt, so kann ein einziges Spritz- rohr zwischen je zwei Gruppen einen doppel ten Sprühschleier zur Kühlung der benach barten Endwände der betreffenden Gruppe liefern. Die die Wandungen 2711 und 28a herabfliessende Kühlwasaerschieht kann durch geeignete Sammelrinnen 44 oder dergleichen (Fig. 1) aufgefangen werden, die das Wasser bei 4411 in einen Sumpf laufen lassen.
Oder aber man leitet das Wasser durch beliebige geeignete Mittel, beispielsweise durch Ab lenkbleche 44b (Fig. 2) von den Zellengruppen ab und führt es durch Tröge oder Rinnen (in der Zeichnung nicht dargestellt) zu einer passenden Ablaufstelle. Das Kühlwasser kann durch ein Hauptrohr 45 zugeführt werden, von dem mit Ventilen versehene Zweigrohre 46 zu den Spritzvorrichtungen führen.
Die Umlaufkanäle 29 und 30 für den Elektrolyten erstrecken sich quer durch sämt liche Zellen. Die Diaphragmen, sowie die Elektrodentragplatten oder Zellentrennwände müssen, um dies zu ermöglichen, mit geeig neten Öffnungen versehen sein. Es ist ferner für eine wirksame Abdichtung der zwischen diesen Teilen und den genannten Kanälen entstehenden Fugen zu sorgen, damit diese fiüssigkeits- und gasdicht werden, während gleichzeitig Vorkehrungen zu treffen sind, um Kurzschlüsse zu verhindern und Nebenstrom verluste auf ein Mindestmass herabzudrücken. Dies geschieht zweckmässig durch planmässige Isolierung des Innern sämtlicher in den Elektro lyten eingetauchter oder ihm ausgesetzter Leitungen.
Die im dargestellten Falle vor gesehene Einrichtung bietet in verschiedener Hinsicht besondere Vorteile. Die genannten Kanäle bestehen aus geeignetem Isolierma terial, wie Gummi, Hartgummi oder derglei chen, oder sie sind mit derartigem Material überzogen. Im vorliegenden Falle sind die Kanäle aus Stücken aus Isoliermaterial her gestellt, und zwar besteht jeder einzelne Ka nal nicht aus einem Stück, vielmehr ist er aus mehreren ringförmigen Stücken zusammen gesetzt, die zur Bildung der vollständigen Leitung etwa nach Art der Wirbel des Rück grates zusammengepasst sind.
Die den grö sseren Teil jedes einzelnen Kanals bildenden Ringe 47 sind blind, d. h. sie haben am Um fange keine Öffnung. Zwei Ringe 48 jedes Kanals sind dagegen durchbrochen, um die oben erwähnten Durchgänge 31, 32 bezw. 37, 39 zu schaffen, sowie das Ausströmen des Elektrolyten in die besondere zu den betreffenden Kanälen . gehörende Zelle bezw. den Ausfluss des Elektrolyten aus dieser Zelle in den Kanal zu ermöglichen.
Ferner sind die Endringe 4811 jedes Kanals, wie bereits hervorgehoben, mit Öffnungen für den Aus tritt des Elektrolyten in die Anolyt- oder Katholytkammer bezw. zur Aufnahme des Elektrolyten aus diesen Kammern versehen. Jeder der Kanalringe ist, wie angedeutet, abgesetzt, um zwischen je zwei Ringen Sitz flächen für die Anschlusskanten der Diaphrag- men 13 und der Stützplatten 10 zu schaffen.
Handelt es sich um die Stützplatten, so wird zwischen die Platte und die beiden sich an sie anlegenden Ringe eine isolierende Abdich tung 50, zum Beispiel eine Scheibe aus Gummi oder dergleichen, gelegt. Eine ähn liche Isolierung kann gewünschtenfalls bei 51 vorgesehen sein, um die Stossfläche der Ringe abzudichten.
Der für den festen Zu sammenhalt derRingstücke erforderlicheDruck kann durch Schraubenmuttern 52 ausgeübt werden, die auf den mit Gewinde versehenen Enden der Stangen 15 sitzen, welch letztere sich im wesentlichen rechtwinklig zu den ebenen Sitzflächen der Zellenrahmen 14 er strecken, so dass die Endwände 271, 28@ fest gegen die Enden der erwähnten Kanäle ge- presst werden köinien, wobei zweckmässiger weise zwischengelegte Dichtungen 5211 Ver wendung finden.
Die Muttern 52 und Stan gen 15 werden in geeigneter Weise von den Platten durch Isolierbüchsen 53 isoliert.
Ein Teil des irr den Zellen entwickelten Wasserstoffes und Sauerstoffes sti-ürrit mit dem Katholyten bezw. Anolyten aus den Zellen in den betreffenden Kanal 30 und tritt auf diesem Wee in die Katholyt- und Arioly tkammei-n ein.' Während des Abwä.rts- strömens der Gase nach dem Kanal 29 zu haben die Gase wegen der dauernd aufrecht er haltenen erheblichen hydrostatischen Druck höhe des
Elektrolyten reichlich Gelegenheit, sich von diesem abzuscheiden. Die so abge schiedenen Gase treten natürlich in die oberhalb desElektroly tspiegels in den betreffenden Kam mern vorgesehenen Gasräume 54 und 55 für Sauerstoff bezw. Wasserstoff ein.
Zum grüssten Teile strömen die entwickelten (rase aber ein die Leitungen 30 herum in die Sauer- stoffräume 56 und die Wasserstoffräume 57 oberhalb des Elektrolytspiegels. Diese Räume 5t), 57 dienen natürlich als vorläufige ein zelne Gassammler für die betreffenden Zellen, und in ihnen findet die Abscheidung des durch die entwickelten Gase mitgerissenen Elektrolyten statt, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.
Aus den Räu- inen 56 tritt der Sauerstoff durch Kanäle 58 in eine Sauerstoffsammelkammer 59, die sich parallel zu den Kanälen 30 erstreckt. Diese Sammelkammer mündet in die Anolyt-Sauer- stoffkammer 54, wie bei 60 artgedeutet.
Sie ist aber auf dem entgegengesetzten Ende ge schlossen und hat keine Verbindung mit der Katholy t-Wasserstoffkammer 55, ist vielmehr von dieser durch eine doppelte Wand getrennt, die aus der Endzellenwand 10b und einer an dieser liegenden Wand 61 zusammengesetzt ist, welch letztere zweckmüssig aus Kupfer besteht.
In entsprechender Weise strömt der Wasserstoff aus den Räumen 57 oberhalb des Elelztroly tspiegels in den Kathoderiab- teilengen durch Kanäle 62, die zu der Was- serstoffsammelkaninier 63 führen. Die Was- serstoffkammer niiiridet lediglich in die Katholyt-Wasserstoffkammer und ist am errt- gegengesetzten Ende geschlossen und von der Ariolyt-Saueistoffli:
aiiinier durch eine Dop pelwand getrennt, die aus der Endzellenwand 10'1 und einer Wand 64 zusammengesetzt ist, welch letztere zweckmässig aus gutleitendem Metall, beispielsweise Kupfer, besteht. Sowohl der Sauerstoff, der von der Sauerstoffsammel- kamirier 59 in den Raum 54 eintritt, wie auch der aus den in die Anolytkammer strö menden Anolyten abgeschiedene Sauerstoff kann durch eine Sauerstoffableitung 65 in ein Sauerstoffsaniinelrohr 66 (Fig. 1) strömen,
wobei etwa vom Sauerstoff mechanisch in das Sammelrohr mitgerissene Flüssigkeit durch ein Rohr 67 in einen Speisebehälter 68 für den Anolyten abgeleitet werden kann, aus dem sie mittelst eines mit einem Ventil ver- sehenen Auslasses 69 abgelassen werden kann.
In entsprechender Weise wird der im Gas raume 55 oberhalb des Katholyten sich sain- inelnde Wasserstoff durch eine Abführungs- leitung 70 für den Wasserstoff in ein Wasser- stoffsammeli-ohr 71 abgeführt und die etwa mitgerissene Flüssigkeit durch ein Abzugs rohr 72 in einen Aufnahmebehälter 73 abge leitet.
Die untern Enden der Behälter 68 und 73 stehen durch ein finit Ventilen ver- selienes Ausgleiehrohr 74 miteinander in Ver bindung.
Die Gassammelkanimern 59 und 63 sind zweckmüssig in ähnlicher Weise ausgebildet, wie die Umlaufleitungen 29 und 30 für den Elektrolyten. Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten besonderen Ausführungs form bestehen diese Kaniniern aus mehreren langen rechtwinkligen Platten oder Blöcken 75 aus Isoliermaterial, beispielsweise Hart gummi, die sämtlich in der Neige durch brochen sind, dass,
wenn die Blücko zusammen mit den in entsprechender Weise durch- broclienen Diaphragmen 13 und den Zellen wänden aneinander gereiht werden, die Kam- rnern 59 und 63 entstehen. Diese Kammern erstrecken. sich deshalb durch sämtliche Dia- phragmen und sämtliche Zellenwände bis auf eine.
Die Durchbrechungen in den Zellen wänden 10 sind etwas grösser im Querschnitt als die genannten Sammelräume, und der sich ergebende Ringraum zwischen den Kan ten der Durchbrechungen in den Platten und der Innenwand jeder Sammelkammer wird durch einen geeigneten Isolationskörper, bei spielsweise eine Weichgummischeibe 76, ein genommen, die zwischen den oben erwähnten Isolierscheiben \?0 liegt.
Diejenigen Teile der Asbestdiaphragmen 13, die ausserhalb der Kanten der Elektroden 22, 23 liegen, sind mit Gummi imprägniert oder in anderer Weise undurchlässig und nichtleitend gemacht. Ledig lich der Teil der Diaphragmen, der innerhalb der gestrichelten Grenzlinie 77 (Fig. 4) liegt, bleibt durchlässig für den Elektrolyten.
Die Endwand 10b ist, wo sie die Sauerstoffsam- melkarrrmer 59 abschliesst, mit einer (äummi- scheibe oder dergleichen 78 bedeckt. Isolier- scheiben 79 und 80 dienen zur Isolierung der Kanten der doppelten Endwand 10a, 64 von dein Entleerungsauslass der genannten Kammer. Die Wasserstoffsammelkammer 63 ist in entsprechender Weise von den genann ten Endwandungen isoliert.
Es ist also er sichtlich, dass die Wände der Cjassammel- kammern vollständig nichtleitend sind; das selbe gilt für die Elektrolytkanäle. Ausser dem sind die Aussenflächen der doppelten Dndwandungen 10a, 64 und 10b, 61 mit Iso liermaterial 81 bedeckt.
Durch Anwendung einer solchen Isolation zum Schutze aller ausserhalb der Zellen selbst liegenden Flächen, die mittelbar oder unmittelbar der Berührung mit dem Elektrolyten ausgesetzt sind, so dass direkte Stromwege zwischen irgend einer Anode und einer Kathode innerhalb der be treffenden Einheit entstehen könnten, werden die Nebenstromverluste auf das äusserste ver- ri ngert.
Durch Anordnung der abwechselnden Rei hen 58 und 62 beschränkter enger Durch gänge zur Leitung des Sauerstoffes bezw. Wasserstoffes von den betreffenden Anoden- und Kathodenzellenabteilungen in die Sammel kammern 59 und 63 lässt sich verhindern, dass die Gase, wenn sie mit erheblicher Ge schwindigkeit von der Oberfläche des Elektro- lyten in den Zellenabteilungen aufsteigen,
eine so beträchtliche Menge von dem die erwähnten Gasblasen einschliessenden Elek trolyten mit in die Gassammelkammern neh men, wie es sonst der Fall sein würde. Der grösste Teil dieser Gasblasen wird vielmehr gegen die Unterseite der rechtwinkligen Rah men 75 treffen und zerplatzen, so dass das Gas frei wird und die mitgerissene Flüssig keit zum grössten Teil zurückfällt, während das auf diese Weise befreite Gas nach oben durch die Kanäle 58 und 62 in die Gassammel- kammern treten kann.
Mehrere Vielzelleneinheiten können durch geeignete Mittel in Reihen miteinander ver bunden werden. Wie in Fig. 1 veranschau licht, sind an den vorspringenden Kanten benachbarterEndzellenwandungen61, Schienen 82 aus Kupfer oder dergleichen zur Herstel lung solcher Verbindungen befestigt. An den Wandungen 61 an den äussersten Enden der Batterie können Stromzuführungsleitungen (nicht dargestellt) angebracht werden.
Ein Rohr 83. das in jede Elektrolytkammer sämt licher Zellengruppen mündet und sich aussen bis zu einem oberhalb des Elektrolytspiegels befindlichen Punkte erstreckt, kann als Füll einlass zum Nachfüllen von Ersatzwasser so wie gewünschtenfalls als Flüssigkeitsstand rohr dienen. Von dem untern Teile der Elektrolytbehälter gehen Rohre 84 und 85 aus, mittelst deren der Elektrolyt nötigen falls abgelassen werden kann.
Die Zellen gruppen oder -Einheiten können jede für sich auf Fahrgestellen angebracht sein, die mit in Schienen 87 laufenden Rollen 86 versehen sind, so dass jede einzelne Gruppe, nachdem sie von den benachbarten losgelöst ist, vor geholt und nötigenfalls durch eine andere ersetzt werden kann.
Es ist hervorzuheben, dass bei dem be schriebenen Apparat der Umlauf des Elektro lyten in der Weise stattfindet, dass er von jeder einzelnen Halbzelle auf dem Wege be sonderer oberer und unterer Kanäle nach einer Endkammer zu jener Halbzelle und zu anderen entsprechenden Halbzellen, beispiels weise Anodenzellen der betreffenden Zellen gruppe oder -Einheit verläuft, wobei der Elektrolyt in den erwähnten obern und un tern Kanälen auf ihrer vollen Länge durch keinerlei elektrische Leitwege mit dein Elek trolyten in irgend einer anderen Halbzelle in direkter Verbindung steht.
Auf diese Weise erhalten die vom Elektrolyten gebildeten elektrisch leitenden Nebenschlusswege, die natürlich nicht zu vermeiden sind, wenn ein gemeinsames Umlaufsy stein für eine Anzahl Zellen zur Anwendung kommt, eine grosse Länge bei kleinem Querschnitt, d. h. also, diese Wege besitzen verhältnismässig hohen elektrischen Widerstand. Dadurch werden die Nebenschlussstromverluste wesentlich ver ringert.
Es ist ferner noch darauf hinzuweisen, dass die im vorstehenden beschriebene Bauart die gesamte zugeführte elektrische Energie in besonders wirksamer Weise ausnutzt. Not wendigerweise kann nur ein Teil der zuge führten elektrischen Energie unmittelbar für die Zersetzung des Wassers in Wasserstoff und Sauerstoff ausgenutzt werden, während der Rest der zugeführten Energie für diese Zwecke unmittelbar nutzlos ist, da er sich in Wärme umsetzt.
Diese Wärme wird im vorliegenden Falle dazu benutzt, den innern Widerstand der Zellen herabzusetzen, sowie ferner einen schnellen Umlauf unter der Mr- kung der thermalen Druckhöhe des Elektro lyten hervorzurufen. Dieser Umlauf trägt wieder dazu bei, eine mehr oder weniger gleich hohe und konstante Temperatur in allen Teilen der betreffenden Zellengruppe aufrecht zu erhalten, sowie die Gase in wirk samer Weise vom Elektrolyten zu trennen, was sehr wichtig ist, wenn derartig grosse Gasmengen auf beschränktem Raume erzeugt werden.
Auf diese Weise wird also die sich z äebst nutzlos in Wärme umsetzende und un.
unmittelbar für die Zersetzung des Wassers nicht verfügbare elektrische Energie in dein Apparate auf mittelbarem Wege nutzbar gemacht. In diesem Zusammenbange wird die Bedeutung der der dargestellten bevor- zugten Ver-kür-perurrg der Erfindung zugrunde liegenden Anordnung, die eine Regelung der Temperatur ganz nach Wunsch ermöglicht, in erhöhtem Masse offenbar, da hierdurch er reicht wird, dar bei jedem besonderen die Zellen durchfliefJenden Strom die sich er gebende konstante Temperatur (wobei hier von der ,,künstlichen Kühlung" abgesehen werden möge)
eine Höhe erreicht. bei der die ausgestrahlte oder durch Luftströmung abgeführte Wärme gleich dem Betrage der für die Gasentwicklung unmittelbar nutzlos, nämlich innerhalb der Zellen in Wärme um gesetzten elektrischen Energie ist. Bei der vorliegenden Anordnung steht die Betriebs- temperatur innerhalb weiter Grenzen unter vollständiger Kontrolle.
Daraus soll aber nicht abgeleitet werden, dal') die Anordnung besonderer Kühlvorrichtungen unbedingte Voraussetzung für die Erreichung der Zwecke, ist, denen die Erfindung irr ihrem allgemeinsten Umfange dient.
Es sei hervorgehoben, dass die beschriebene Bauart die kleinstmöglichen Flächen für Wärmeausstrahlung bietet. Sie unterscheidet sieh in dieser Beziehung ebenfalls von den bisher in Vorschlag gebrachten Elektroly- seuren, bei denen aussen am Apparat Vor richtungen zum Kühlen bezw. zur Tempera- turregelung vorgeelrerr sind.
Dies ist von besonderer )Vichtigkeit in solchen Fällen, wo der Betrag der zunächst nutzlos in Wä rlme umgesetzten elektrischen Energie verhältnis- mässig klein ist gegenüber der gesamten zu- geführten elektrischen Energie, da die Betriebstemperatur, beispielsweise <B>71-83'</B> C,
oder eine andere bevorzugte Be triebstemperatur bezw. ein Betriebsternpera- tUrbereich in solchen Fällen nicht leicht er reicht werden 1körrnte, wo die Strahlungs flächen von verhältnismässig grösserer Aus dehnung sind.
Unter gewissen Umständen, und zwar auch bei Verwendung des beschrie benen Apparates, kann es sich als erwünscht erweisen, den Wärmeverlust durch Strahlung oder anderweitige durch die freien Oberflüchen bedingte Wärmeverluste, durch Anwendung einer aussen angebrachten geeigneten Wärme- isolation noch mehr zu verringern.
Die be schriebene Ausführung bietet in dieser Be ziehung besondere Vorteile, da die vier Seiten- und die beiden Endwände jeder einzelnen Gruppe eben glatt und im wesentlichen frei von vorspringenden Teilen, wie Einlass- oder Ausflussrohren und dergleichen, sind, so dass es sehr einfach ist, Wärmeisolierungen oder Überzüge anzubringen. Auch ist der isolierende Überzug, wenn er einmal angebracht ist, in keiner Weise hinderlich, bis es etwa nötig wird, die Zellen vollständig wieder freizu machen.
Bei der Verwendung der im vorstehen den beschriebenen Art von Apparaten kann man mit verhältnismässig hohen Stromdichten, etwa von 0,15-0,5 Amp. und -mehr pro cm' freier Elektrodenfläche, arbeiten.
Im vorstehenden ist zwecks genauer Er läuterung des der Erfindung zugrunde liegen den Prinzips eine besondere Ausführungsform beschrieben worden. Damit soll aber keines wegs gesagt sein, dass die Erfindung auf die besonderen dargestellten Einzelheiten be schränkt ist.