Elektrolytischer Zersetzer. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein elektrolytischer Zersetzer, insbesondere Druckzersetzer, hei dem die Zellen mit einem mit Ableitungs- beziehungsweise Sammel- leitungen versehenen Block verbünden sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Druckzerset- zer in Ansicht; Fig. 3 zeigt eine Gruppe von Rohrzellen rmit Sammelblock, teilweise im Schnitt; Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Zersetzerzelle; Fig. 5 ist der Querschnitt eines Zerset- zers mit röhrenförmigen Zellen, die in einen Sammelblock aus Isoliermaterial münden und Fig. 6S ist die Ansicht der Zellen von oben.
erhalten bleiben und ihr Material nicht In Fig. 1, 2 und 3 sind 1 die als Rohr zellendienenden Druckröhren, welche gleich zeitig die äussern, und zwar die negativen Elektroden bilden. Dies ist bei Druckzerset- zern vorteilhaft, damit die Rohre druckfest wird, wie zum Beispiel an einer Sauerstoffelektrode. Die Rohre enden unten indem Flansch 2, der gleichzeitig als Strom zuführung dient. Mit dem entsprechenden obern Flansch 21 sind die Rohre unmittelbar an den Sammelblock 4 angeschlossen.
Es ist zweckmässig, die Ableitungs- bezw. Sammelleitungen im Sammelblock voneinan der elektrisch zu isolieren. Dies kann ent weder dadurch erreicht werden, dass die Ab- leitungs- @bezw. Sammelleitungen im Sammel block mit einer Isolationsschicht umkleidet werden. also isolierte Leitungen .darstellen, oder aber :dadurch, dass der Sammelblock sel ber aus nichtleitendem Material, beispiels weise Hartgummi, ist.
Wie .aus der Fig. 3 ersichtlich ist, tritt der Strom von der innern sternförmigen Elektrode 14 durch die Scheidewand 23 zur äussern zylindrisehen Elektrode 1 über. Die innere Elektrode kann dabei ausser :der ge zeichneten Sternform auch eine beliebige an dere Form, beispielsweise Voll- oder Hohl- zylinderform, haben. Bei Verwendung von zylindrischen Zellen ist es zweckmässig, die innere Elektrode aus einem hohlen oder vol len Zylinder herzustellen, insbesondere aus einem Vollzylinder, der mindestens an einem Ende in einen Hohlzylinder ausläuft.
Bei sternförmigen Elektroden kann oben ein zy lindrischer oder konischer Teil angeschlossen werden, indem auf die Elektrode ein Zylin der oder ein Konus aufgeschoben wird, so dass eines oder beide Enden einen andern Elektrolyt- oder Gasdurchflussquerschnitt be sitzen als der sich innerhalb der Scheidewand befindliche hauptsächlich aktive Teil. Der Wasserstoff wird in dem Raum 24 erzen 2, (Fig. 4), der Sauerstoff in drei Räumen 32, die der Elektrode 14 benachbart sind. Der Sauerstoff tritt dann in den zylindrischen Raum 15, welcher in dem obern Teil der Elektrode 14 in der Weise gebildet wird, dass die Sternform in eine Zylinderform übergeht. Aus diesem Raum 15 steigt Glas Gas nach oben und sammelt sich in den punktierten Rohren 28 und 31 mit dem ent sprechenden Gas der andern Zellen.
Bei ge trennt erzeugtem Gas ist es zweckmässig, das eine Gas von der Zelle durch den Block ver tikal nach oben und das andere Gas anm obern Teil der Zelle durch seitliche Durch bohrungen 25 im Block abzuführen. Die das Gas führenden vertikalen Bohrungen 17, 18 werden dann durch wagrechte Bobrungen 30. 31 miteinander verbunden, die entweder zu den Elektrolyt- und Gasräumen 8, 9 oder aber über Leitungen 10, 11 unmittelbar zu den Gasflaschen führen.
Der in den Räumen 24 erzeugte Wasser stoff tritt durch die seitliche Öffnung 25 (Fig. 3) in die vertikale Bohrung 18 nach oben. Die bezeichneten Querkanäle 29 und 30 stellen die Sammelverbindung mit dem Wasserstoffkanal und den andern Zersetzer- rohren dar. Der Wasserstoff tritt dann durch die beiden Elektrolytbehälter 8 und 9 auf und gelangt durch das Rohr 11 in die Ab füllflaschen. Ebenso steigt der Sauerstoff durch den Behälter 7 in das Rohr 10 zu den Abfüllflaschen. Zwischen den beiden Gassei- ten ist eine mit Elektrolyt gefüllte Aus gleichsleitung 12 vorgesehen, der bei 13 Speisewasser zugeführt werden kann.
Die Scheidewand 2 2 ist, wie aus Fig. 4 ersichtlich, um die sternförmigen Elektroden 14 belebt. Sie reicht entweder nicht voll ständig bis unten oder ist mit Öffnungen 23 versehen. Diese Öffnungen ermöglichen es, dass, wenn die Scheidewand infolge geringer Druckdifferenzen zwischen den Räumen, die sie trennt, die nicht dazu ausreichen, dlas in der Ausgleichsleitung 12 befindliche Elek trolyt in Bewegung zu setzen, durchgebogen wird, das Elektrolyt sich allmählich durch sie oder unter der Scheidewand ausgleichen kann.
Der Ausgleich soll möglichst weit unten erfolgen, damit die Gase nicht oder zumindest nicht in schädlichen Mengen mit gerissen werden.
In der Fig. 5 ist ein Zersetzer darbe stellt, bei demn das Elektrolytgefäss mit dem Sammelblock zusammengebaut ist. Der Sam- melblock ist dabei zweckmässig aus Isola- tionsm.ateria.l hergestellt und von so grosser Höhe, dass in ihm Bohrungen beringen Durch messer und grosser Länge. also hohen Wider standes, angebracht werden können, um bei Serienschaltung allzubrosse Nebenströme zu vermeiden.
Statt dessen kann aber auch der beispielsweise nicht aus Isoliermaterial be stehende Sammelblock niedrig gehalten wer den, und aus ihm herausführende Isolierrohre für .die Gase enthalten.
An dem aus Isoliermaterial bestehenden Sammelblock 100 sind sechs rohrförmige Zellen angeschlossen, wobei die innern Elek troden 103 bei 104 in den 'Sammelblock ein beschra.ubt und unten mit einem beiden Elek troden gemeinsamen isolierten Deckel 109 versehen sind. Mittelst der darunter lieben den Muttern und dieses Deckels 109 wird die äussere Elektrode 102 ebenfalls an eine zy lindrische Fortsetzung 1.10 des Sammel blockes 100 anbepresst.
Der,Strom fliesst von der Stromzuführung 106 durch den Kupferstift 105 zur innern Elektrode<B>103,</B> dann radial durch den Elek- trolytraum 111 zur äussern Elektrodenhälfte 112, welche mechanisch und elektrisch mit demn Eisenzylinder 102 verbunden ist, um dann bei 108 die Stromleitung 107 zu errei chen und dort die Zelle zu verlassen.
Es ist zweckmässig, die Polarität der be nachbarten äussern und damit auch der be nachbarten innern Elektroden sich abwech seln zu lassen, so dass die äussere Elektrode der einen Zelle negativ und die innere Elek trode positiv, während die äussere Elektrode der nächsten Zelle positiv und die innere Elektrode dieser Zelle negativ ist, wie in Fig. 6 dargestellt.
Dies ermöglicht eine ein fache Serienschaltung, indem die im Kreis angeordneten Elektroden durch ringsegment- förmige Verbindungen derart miteinander verbunden werden, dass der Strom von der ä u ssern Elektrode der ersten Zelle zur äussern Elektrode der zweiten Zelle und von der innern Elektrode der zweiten Zelle zur in- nern Elektrode der dritten Zelle fliesst usw. Entsprechend gestaltet sich die Parallel- oder Serienparallelschaltung.
In dem Raum 111 wird Knallgas er zeugt, welcbes am obern Ende der Kernelek trode 103 durch die dort gezeichnete kleine Queröffnung in die vertikale Bohrung 127 eintritt und von da durch die vertikale Boh rung 123 im Sammelblock in den Sammel- raum 113 gelangt, um schliesslich durch das Rückschlaggitter 116 bei 118 den Zersetzer zu verlassen. Das Rückschlaggitter, das zur Verhinderung eines etwaigen Rückschlages der Flamme dient, besteht beispielsweise aus Drahtgeflecht oder aus einem von Flüssig- kzeit durchtränkten porösen Material. Das Cxitter ist durch die Strebe 117 gestützt.
Der Sammelraum 113 ist von einer Glocke, beispielsweise aus Glas, umgeben, die mit einem Gewinde 114 an den Zerset zungsblock angeschlossen ist. Die langen dünnen Bohrungen 123 im Sammelblock, wel che die Fortsetzung des der innern Elektrode 103 benachbarten Elektrolytraumes bilden, ermöglichen infolge ihres grossen Widerstan des die Serienschaltung der Zellen ohne grosse Nebenstromverluste. In der Fig. 5 sind zwei Ausführungs beispiele des Blockes dargestellt. Auf der linken Seite der Figur ist ein hoher Block gezeichnet, durch dessen lange dünne Boh- ruzg 123 die Zellen mit dem Sammelraum 118 verbunden sind.
In der Mitte der Figur ist dagegen ein niedriger Block dargestellt, in dem zwecks Erhöhung der Länge der Ver bindungsleitung zwischen Zellen und Gas raum ein Längsrohr 124 eingeschraubt ist. Die Wandung des Elektrolytraumes 113 ist, falls sie nicht aus durchsichtigem Material besteht, mit einem Glasfenster 115 versehen, unm den Stand des Elektrolyten beurteilen zu können.
Die Zellen sind mit einem Zylinder 119 versehen, welcher die Zellen mechanisch schützt und als Stütze beim Aufstellen des Zersetzers dient, vornehmlich aber mittelst der Öffnungen 120 und 121 eine Ventilation ermöglicht. Die verschiebbar oder drehbar an;
cordneten Deckel 132 ermöglichen ein re- yulier@bares Öffnen der Löcher 121, so dass die Temperatur der Zellen und damit auch C 'ie L verbrauchte Spannung oder die Leistung - Seregelt werden kann.
Falls eine Zelle ausgebaut wird, wird die betreffende Leitung rles Sammelblockes durch den Stöpsel 125 geschlossen. Auf diese Weise kann man .den Zersetzer mit einer ver schiedenen Anzahl von Zellen betreiben, je nach der gewünschten Menge des erzeugten Gases. Es ist also möglich, ein und densel ben Zersetzer für die verschiedensten Lei stungen zu .liefern, wobei dann die Leistung des Zersetzers durch Einsetzen der gewünsch ten Anzahl von Zellen geregelt werden kann.
Dadurch wird es möglich, einen Standard typ zu schaffen, dessen Herstellungskosten naturgemäss geringer werden, als wenn für jede Leistung ein besonders konstruierter Zersetzer gebaut werden müsste.
Die Erfindung beschränlzt sich nicht auf zylindrische Zellen oder auf solche für .die Wasserelektrolyse. Die Zellen können nöti genfalls auch in einem Gefäss, beispielsweise in einem Druckgefäss, angeordnet sein. Unter Ableitungs- oder Sammelleitungen i n d alle Leitungen n wie Bohrunoge n, Kanäle, Nuten usw. verstanden, in denen Elektrolyt oder Gas, insbesondere aber Gras und Elek trolyt, strömen.
Häufig ist es zweckmässig, die Leitungen nicht parallel verlaufen zu lassen, sondern in einer von der Vertikalen abweichenden Richtung, beispielsweise hori zontal, schräg oder gekrümmt, insbesondere in Spiral- oder Schraubenform anzuordnen, weil dadurch besonders bei eleltrischer Rei henschaltung diejenige Länge der Leitungen bequem erzielt werden kann, welche zur Vermeidung schädlicher Rückströme notwen dig ist.
Es können auch konzentrische Zellen ver wendet werden, das heisst solche, bei denen die Elektroden aller Zellen einander konrzen- trisch umgebend angeordnet sind, so dass also beispielsweise bei Verwendung von sechs Zel_ len mit zylindrischen Elektroden zwölf kon zentrische Zylinder entstehen. Bei Verwen dung von einzelnen Zellen mit zwei konzen trischen Elektroden ergibt sich eine verhäit- nismässig ungünstige Raumausnutzung, weil der Innendurchmesser der innern Elektrode nicht ausgenutzt wird.
Dieser Raumverlust wird vernachlässigbar klein, wenn eine grosse Anzahl von Elektroden konzentrisch ange ordnet wird, welche Anordnung besonders für die Serienschaltung oder Serienparallel schaltung von Zellengruppen vorteilhaft ist.
Im Sammelblock sind vertikale Bohrun gen 17 und 18 iFig. 3) vorgesehen, die zu je einem der durch die Scheidewände 22 ge trennten gegenpoligen Elektrolyträumen 24 und 32 der einzelnen Zellen führen. Die irr den gleichnamigen Elektrolyträumen führen den Bohrungen sind durch wagrechte Boh rungen 30 und 31 miteinander verbunden. Die Zellen bestehen aus einer innern Elek trode 14, einer diese umgebenden Scheide wand 22 und einer äussern Elektrode 1, die gleichzeitig die Begrenzung der Zelle bildet. Die Gase gelangen zu den Sammelbehältern 7, 8, 9 und von da über die Leitungen 10 und 11 zu den Gasflaschen, in die sie abge füllt werden.
Die gegenpoligen Sammel- behälter sind durch eine mittelst des Ven tils 13 absperrbare Ausgleichsleitung 12 ver bunden, durch die beim Auftreten von g ro- ss3en Druckdifferenzen beiderseits der Scheide wände 22 ein Druckausgleich stattfinden kann.
Es ist ferner zweckmässig, den vom Elek trolyten abgewendeten Teil der Elektroden beispielsweise den Kern einer innern Elelk- trode oder die äussere Umhüllung einer äussern Elektrode aus anderem Material her zustellen als den dem Elektrolyten zugewen- ceoten Teil, wobei dann die beiden Teile me chanisch miteinander verbunden sind. Die Elektroden können also beispielsweise aus Kupfer und Nickel, Kupfer und Eisen, oder Eisen und Nickel bestehen, wobei jedoch ausserdem noch die bisher übliche Galvani- sierun g angewendet werden kann.