Elektrolytischer Zersetzer zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff: Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrolytischen Zersetzer zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff, insbeson dere auf einen Druckzersetzer zur Erzeugung der genannten Gase unter hohem Druck.
Die am häufigsten gebrauchten bipolaren Filterpressensysteme besitzen neben dem Nachteil eines ziemlich grossen Nebenschluss- stromes noch den weiteren Nachteil einer durch die Spannung festgelegten geringen Gesamtlänge, die besonders für Druckzerset- zer nachteilig ist, weil hier grosse Gefäss längen viel wirtschaftlicher ausgebaut wer den können als kleine.
Die bei Filterpressen- Elekrolyseuren als Diaphragmen verwende ten Asbestgewebe oder feindurchlochten Nickelbleche haben den Nachteil einer ge ringen mechanischen Festigkeit und müssen deshalb oft ausgewechselt werden. Die Gase steigen im Elektrolytraum nur einseitig auf, so dass sich innerhalb der Zelle ein schädlicher Rücklauf mit Druckschwankungen ausbilden kann, während anderseits die aus der Zelle austretende und durch das ganze System laufende Elektrolytmenge zu klein ist, um die ganze Wärme abzuführen.
Es ist nicht möglich, diese umlaufende Elektro1ytmenge durch Pumpen oder irgend welche andere Mittel zu vergrössern, da hierdurch eine noch grössere Beanspruchung der Diaphragmen auftreten würde.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Zersetzer, insbesondere ein Druckzersetzer, bei dem die an sich bekannte Parallelschal tung beliebig vieler Elektroden zu einer Gruppe und die Hintereinanderschaltung be liebig vieler solcher Gruppen angewendet und so durchgeführt werden kann, dass die erwähnten Nachteile vermieden werden.
Zu diesem Zweck ging der Erfinder von einer an sich bekannten Anordnung aus, wo zum Aufbau eines Zersetzers in stehender Anordnung von zwei Paaren durch Dia phragmen getrennter, durchlässiger Elektro den die einander zugekehrten Elektroden gleichgeschaltet sind und mit einem gemein samen Halterahmen einen Elektrolytraum umschliessen, während die voneinander ab- gekehrten Elektroden, ebenfalls gleichge schaltet, ihre Gase frei in den Zellenraum liefern.
Im Gegensatz zu dieser Anordnung hat der Erfinder die Bildung allseitig ge schlossener Elektrolyträume zwischen je zwei gleichpoligen Elektroden und einen Rahmen zum Bauprinzip für beide Polaritäten er hoben und hierdurch erreicht, dass in allen Elektrolyträumen der Elektrolyt von zwei Seiten aus gleichmässig mit Gas durchmengt und auf den andern Seiten von Rahmen flächen geführt wird und dazu noch die Dia phragmen so geschützt sind, dass mit Pumpen oder ähnlichen Hilfsmitteln ein starker, gleichmässiger Umlauf erzielt werden kann.
Demgemäss ist nach der Erfindung der elektrolytische Zersetzer zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff, insbesondere unter hohem Druck, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauelemente- für die Zellen gelochte Elektrodenbleche, Diaphragmen und Rahmen aus Isoliermaterial dienen, indem je zwei Elektrodenbleche verschiedener Polarität, die voneinander unmittelbar durch ein Dia phragma getrennt sind, und je ein allseitig geschlossener Rahmen aus Isoliermaterial derart abwechseln,
dass jeder Elektrolytraum durch einen Rahmen und zwei Elektroden bleche gleicher Polarität umschlossen ist.
Zweckmässig wird hierbei eine Anzahl von Gruppen parallel geschalteter Einheiten hintereinander geschaltet.
Hierbei kann der Aufbau der Elektrolyt räume an den Enden jeder Elektrodengruppe von dem der übrigen Elektrolyträume inso fern abweichen, als sie nur eine gasentwik- kelnde Elektrode aufweisen, die unmittelbar an einem Diaphragma anliegt.
Man kann jedoch auch in diesen End räumen eine günstige Elektrolytgasmischung dadurch erzielen, dass man eine zweite gas- entwickelnde Elektrode anordnet, die von der ersten Elektrode einen kleineren Abstand hat, als er zwischen den zwei Elektroden der übrigen, normalen Elektrolyträume vor handen ist.
Durch diese Massnahme wird an der zweiten Elektrode, wenn auch in vermin dertem Masse, Gas entwickelt. Die Massnahme zur Erzielung eines gleichmässigen Gaselektrolytgemisches kann noch vervollständigt werden durch die wei tere Massnahme der unterschiedlichen Quer schnittsbemessung der Wasserstoff- und Sauerstoffelektrolyträume. Dies wird am zweckmässigsten dadurch erreicht, dass man die Dicke der Sauerstoffrahmen geringer, vorzugsweise halb so gross bemisst,
als die Dicke der Wasserstoffrahmen, da in jenen nur halb so viel Gas erzeugt wird.
Eine weitere Massnahme befasst sich mit der Ausbildung der Form der Rahmen, die mit den beiden Elektrodenblechen den Elek- trolytraum umschliessen. Der Elektrolyt wird vorteilhaft am tiefsten Punkte der Rahmen zu- und das Elektrolyt-Gasgemisch an sei nem höchsten Punkte abgeführt.
Zu diesem Zweck werden gut isolierte Zu- und Abfuhrkanäle geschaffen. Dies kann so erfolgen, dass sie beim Zusammen bau der Baueinheiten von selbst entstehen, und zwar dadurch, dass die die Elektrolyt räume umschliessenden Rahmen aus Isolier masse Ausnehmungen aufweisen, die beim Zusammenbau der Zellen fortlaufende Ka näle am obern Ende zum Abführen des Elek- trolyt-Gasgemisches, am untern Ende zum Zuführen des Elektrolyten und die dazu ge hörigen Verbindungswege mit den Zellen ergeben.
Zweckmässig erhalten bei solchen Zerset- zern mit hintereinander geschalteten Grup pen von parallel geschalteten Elektroden die zusammengebauten Rahmen im obern und untern Rahmenteil, beiderseits der senkrech ten Mittelachse angeordnet, je zwei Elektro- lyt-Hauptkanäle und je zwei Elektrolyt- Gruppenkanäle. Dabei ist Vorsorge zu tref fen, dass der Elektrolyt möglichst über die ganze Breite des umschlossenen Raumes gleichmässig verteilt wird.
Diesem Bestre ben ist bei manchen Zersetzern, z. B. bei Druckzersetzern, durch die Rahmenform selbst, die hier nach Möglichkeit dem Quer schnitt des Druckgefässes (z. B. Kreisquer schnitt) angepasst werden muss, und durch die Unterbringung des zweiten gegenpoligen Elektrolytkanals eine gewisse Grenze gesetzt. Man kann sich jedoch hier so helfen, dass man die Einmündungen der Gruppenkanäle in die Elektrolyträume sich allmählich er weitern lässt, um die Verteilung des zuflie ssenden Elektrolyten über den ganzen Raum und die Sammlung des abfliessenden Ge misches zu begünstigen.
Diese Wirkung kann in vorteilhafter Weise dadurch verstärkt werden, dass man die den Elektrolytraum begrenzende Rah menwand nach der Einmündung des Zufüh rungskanals hin allmählich abschrägt, so dass der aus der erweiterten Ausflussöffnung fliessende Elektrolyt sich auch seitlich nach oben begeben und den ganzen Raum durch spülen kann. Die gleiche Massnahme wird auch für die Gas-Elektrolytabfuhr, jedoch im verstärkten Masse, durchgeführt.
Um eine leichte Gasabfuhr zu erzielen, werden dem gemäss die obern Rahmenwände stark ab geschrägt, und zwar stärker als die untern, weil die oben abzuführende Gas-Elektrolyt- masse um die mitgeführte Gasmenge grösser ist als die unten zufliessende Elektrolyt menge, so dass oben eine grössere Strömungs geschwindigkeit erforderlich ist.
Es hat sich noch, besonders hinsichtlich der Gasreinheit, als vorteilhaft erwiesen, die Einmündung der Zuführungs- und Abfüh- rungskanäle in Elektrolyträumen tunlichst in die senkrechte Mittelachse der Rahmen zu legen. Es ist erklärlich, dass hier an den Zuführungs- und Abführungsstellen die grössten Geschwindigkeitszu- und -abnahmen auftreten.
Mit dem Auftreten von Geschwin digkeitsänderungen sind Druckänderungen verbunden, die, wenn sie nicht auf beiden Seiten des Diaphragmas in der gleichen Grö ssenordnung vor sich gehen, zu Strömungen des Elektrolyten durch das Diaphragma hin durch, nach den Stellen niederen Druckes Anlass geben.
Um die Bildung in sich geschlossener, fester Baueinheiten aus zwei gleichnamigen Elektroden und einem Rahmen zu begünsti gen, ist es vorteilhaft, den Elektroden einen kleineren Umfang zu geben als den Rahmen selbst, so dass sie in eine im Rahmen etwas vertiefte Nut eingepresst werden können. Die Stromzuführungslappen der Elektroden tre ten dann seitlich oder schräg nach oben oder unten durch diese Nuten fortsetzende Aus- nehmungen aus den Rahmen heraus. Jeder Rahmen mit den beiderseits eingepressten Elektroden und den Stromzuführungsrippen bildet eine Baueinheit.
Der Zusammenbau erfolgt durch einfaches Aufeinanderlegen solcher Baueinheiten, wobei zwischen zwei solche Einheiten immer ein Diaphragma ein gelegt wird. Dieses Diaphragma kann wie derum den gleichen Umriss haben wie die Rahmen, oder es wird mit einem kleineren Umfang ausgebildet und kann dann eben falls in eine Nut eines der Rahmen oder bei der Rahmen eingepresst werden. Im ersten Falle muss natürlich das Diaphragma aus gestanzte Ausnehmungen zur Bildung der Gas- und Elektrolytkanäle erhalten.
Durch das Einpressen des Diaphragmas in die Rah men erhält man eine weitere Vereinfachung des Zusammenbaues, da jetzt überhaupt nur mehr Rahmeneinheiten, welche die Elektro den und Diaphragmen schon enthalten, auf einandergelegt zu werden brauchen.
Zum Zusammenhalten des so entstan denen Zellenkörpers können verschiedene <B>1</B> ittel angewendet werden. Um den Zusam- menbau nach Art der sogenannten Filter- pressenanordnung zu bewirken, können die Taueinheiten durch Spannschienen zusam mengehalten werden.
Diese werden dann in nach aussen offenen Einbuchtungen des Rab.- menumrisses mit einem Abstand angeordnet, der nur an einzelnen Stellen von stützenden Isolierkörpern überbrückt wird. Es kann vorteilhaft sein, noch einen Tragkörper an zuordnen, auf dem sich der Zellenkörper an einzelnen Stellen durch die Stromzufüh- rungslappen oder die Stromschienen unter Zwischenschaltung isolierender Körper ab stützt.
Besonders vorteilhaft ist es bei dem so bewirkten Zusammenbau der Zellen, die Elektroden senkrecht zur Längsachse des Elektrolyseurs so anzuordnen, dass zwei Elektroden gleichen Potentials mit dem zu gehörigen Rahmen einen geschlossenen Raum mit unterem Elektrolytzufluss und oberem Elektrolytabfluss bilden.
Was die je zwei ungleichpolige Elektro den trennenden Diaphragmen betrifft, so kann man solche in verschiedener Ausfüh rung verwenden, also zum Beispiel Asbest gewebe oder dergleichen. Am besten bewäh ren sich Diaphragmen aus Asbestpappe; denn sie weisen ausser ihrer Billigkeit noch den Vorteil einer höchst gleichmässigen Vertei lung feiner Poren auf, was für Druckzerset- zer besonders wichtig ist.
Diese Diaphrag- men werden zwischen die Bauelemente ein gesetzt oder eingepresst; zwecks Platzerspar nis kann es aber auch zweckmässig sein, in an sich bekannter Weise die Elektroden mit den Diaphragmen zu belegen.
Sehr wichtig ist es, die Diaphragmen gegen Beschädigung durch den erwünschten starken Elektrolytumlauf zu schützen. In dieser Richtung -wirkt zunächst die Gleich haltung der Drücke auf beiden Seiten des Diaphragmas infolge der bereits erwähnten Massnahmen der gegeneinander abgestimmten Bemessung des durch die Rahmendicke be stimmten Fassungsvermögens der Sauerstoff und der Wasserstoff-Elektrolyträume einer seits und der Anordnung der Zu- und Ab flüsse in der senkrechten Mittelachse der Rahmen.
In gleicher Richtung wirkt die gegenseitige sichere Abstützung der Elektro den und des dazwischen eingespannten Dia phragma,s, die noch durch besondere zusätz liche Massnahmen verstärkt und begünstigt werden kann. In diesem Sinne können die freien Flächen gegenüberstehender Elektro den durch gegebenenfalls an einer oder bei den Elektroden angeschweisste Abstands stücke gegeneinander abgestützt werden, wo bei die Abstandsstücke aufeinander folgen der Einheiten gegeneinander versetzt ange ordnet sind.
Hierdurch wird beim Zusammenbau den Elektroden eine gewisse Vorspannung erteilt, die sie auf das Diaphragma presst. Im gan zen sind also zwei verschiedenartige Befesti- gungsstellen für die Abstandsstücke vor gesehen, die abwechselnd aufeinanderfolgen. Auf diese Weise wird auch das Anliegen sehr dünner Elektroden am Diaphragma er möglicht, was einen guten Wirkungsgrad, reine Gase und Schonung der Diaphragmen gegenüber mechanischer Beanspruchung zur Folge hat.
Werden die Elektroden so dünn gewählt, dass eine seitliche, oder über den Umfang verbreiterte Stromzuführung durch die Elektrode selbst nicht mehr möglich ist, da der Widerstand sich wegen des geringen Querschnittes zu stark erhöhen würde, so wird zweckmässig der Strom durch besondere Stromzuführungsmittel, die dann zwischen die Elektroden eingelagert werden, zuge führt. Hierbei bildet man zweckmässig die Stromzuführungsmittel, z. B. Bleche, als Versteifungsgerippe im Elektrolytraum aus.
Die durch die Abstandsstückchen oder Ver steifungen hervorgerufene Einspannung darf nicht zu stark sein, das heisst es darf durch sie nur eine geringe Aufwölbung oder Wel- lung der Elektroden hervorgerufen werden, da sonst ein Durchdrücken des Diaphragmas oder die Entstehung von Hohlräumen, aus denen sich die Gasabfuhr schlecht oder nicht bewerkstelligen lässt, die Folge sein würde.
Ein Ausführungsbeispiel eines Zersetzers gemäss der Erfindung, bei dem mehrere Elek troden parallel zueinander geschaltet und die so gebildeten Gruppen hintereinander ge schaltet sind, ist in der Zeichnung darge stellt; es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch den Zersetzer im teilweisen senkrechten Schnitt nach der Längsachse des Druck gefässes, F ig. 2 einen Schnitt quer zur Zer- setzerlängsachse durch einen Sauerstoffrah men,
Fig. 3 durch einen Wasserstoffrahmen, Fig. 4 ein Diaphragma, Fig. 5a eine Sauer stoffelektrode, Fig. 5b eine Wasserstoffelek trode von der Breitseite, Fig. 6a, 6b die glei chen Elektroden von der Schmalseite aus ge sehen.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht eine Elektrodengruppe aus vier Wasserstoffrah men 1, die je zwei Wasserstoffelektroden 2 tragen, drei Sauerstoffrahmen 3, die je zwei Stauerstoffelektroden tragen, zwei schmäle- ren Sauerstoffrahmen 5, die je eine Sauer stoffelektrode 4 und je eine zusätzliche Elek trode 6 tragen, acht Diaphragmen 7 und einer Abschlussplatte B.
In Fig. 2 ist ein Sauerstoffrahmen dar gestellt. Ganz oben rechts befindet sich der Hauptwasserstoff-Elektrolytsammelkanal 9 und darunter der Gruppenwasserstoff-Elek- trolytsammelkanal 10, während sich links in cr e icher Lage der Hauptsauerstoff-Elektro- lytsammelkanal 11 und der Gruppensauer stoff-Elektrolytsammelkanal 12 befinden.
Unten rechts sieht man den Ilauptelektrolyt- Zuführungskanal 13 und den Gruppenelek- trolyt-Zuführungskanal 14, für die Wasser stoff erzeugenden Räume, und links in glei cher Höhe den Hauptelektrolyt-Zuführungs- kanal 15 und den Gruppenzuführungskanal 16 für die Sauerstoff erzeugenden Elektro- lyträume.
Bei den Sauerstoffrahmen haben die Gruppenkanäle 12- bezw. 16 sich stark er weiternde, in die Mitte des Rahmens füh rende Verbindungsöffnungen 17 bezw. 18.
Ebenso haben bei den Wasserstoffrahmen gemäss Fig. 3 die Gruppenkanäle 10 und 14 entsprechende Verbindungsöffnungen 19 bezw. 20 mit dem Elektrolytraum innerhalb des Rahmens. Die Wasserstoffrahmen sind in der Bauart genau gleich den Sauerstoff rahmen; sie werden nur um ihre senkrechte Mittelachse um<B>180'</B> gedreht, wodurch die Verbindungskanäle 12, 17 und<B>16,18</B> auf die Wasserstoffseite fallen.
Der Rahmen weist ferner beiderseits eine dem Umriss,der Elektroden 4 oder 2 (Fig. 5a-, 5b) entsprechende Nut 21 oder 22 auf, die sich seitlich in eine über die ganze Breite des Rahmens verlaufende Nut 23 oder 24 erweitert. Die Nut hat eine Tiefe von der Stärke der Elektrode oder auch etwas weni ger, so dass die Elektrode, wenn sie in die Nut eingelegt oder eingepresst wird, eben mit den andern Flächen des Rahmens abschnei det. Dabei kommt der Stromzuführungslap- pen 25 oder 26 der Elektrode in die Nut 23 oder 24 zu liegen.
Die Elektrode kann an den drei in Fig. 5a, 5b durch Punkte bezeichneten Stellen kleine, eingeschweisste oder ausgebrochene Spitzen oder dergleichen tragen, die sich beim Einpressen der Elektrode in den Rah- ;nen eindrücken und dadurch Elektrode und Rahmen fest zusammenhalten.
Die in Fig. 2 und 3 dargestellten Rahmen zeigen die Nut 23 bezw. 24 .auf der gleichen Seite, wie Sie entsprechenden Verbindungs- iffnungen 17, 18 bezw. 19, 20, und so ist die Hälfte aller Sauerstoff- und Wasserstoffrah men ausgeführt.
Die andere Hälfte der Sauerstoff- und Wasserstoffrahmen dagegen trägt die Nut 23 bezw. 24, ohne dass sich sonst etwas an der Rahmenausführung än dern würde auf der gegenüberliegenden Seite;
denn die Stromzuführungslappen 25 bezw. 26 der Sauerstoff- bezw. der Wasser stoffelektroden liegen (durch die Mnterein- andersehaltung bedingt) abwechselnd auf beiden Seiten, also einmal rechts und einmal links vom Zellenkörper, wobei die zugehöri gen Elektrolyt- und Elektrolytgaskanäle na turgemäss immer auf der gleichen Seite, also zum Beispiel die Sauerstoffkanäle auf der linken und die Wasserstoffkanäle auf der rechten Seite bleiben müssen.
Jeder Wasserstoffrahmen 1, Sauerstoff rahmen 3 und auch die verengten Sauerstoff rahmen 5 tragen beiderseits am Rahmen be festigte, zum Beispiel eingepresste Elektro den 2, 4 bezw. 4 und 6. Diese Elektroden sind nun nicht nur durch den Rahmen am Umfang gehalten und abgestützt, sondern werden auch noch auf der innern, freien Fläche gegeneinander abgestützt. Das wird zum Beispiel dadurch bewirkt, dass auf der Hälfte der Sauerstoffelektroden 4 je zwei gekantete, zur Elektrode senkrecht stehende Blechstreifen 27 (Fig. 2) befestigt werden, indem man sie zum Beispiel an den Enden um<B>90'</B> dreht und elektrisch mit der Elek trode verschweisst.
Diese Abstandstücke haben eine Höhe, die gleich derjenigen der Rahmendicke y in den Nuten ist, oder sie sind besonders vorteilhaft etwas höher als y, wenn zum Beispiel y bei den Sauerstoffelek- troden 2 oder 3 mm ist, gibt man den Di- stanzblechstreifen 27 eine Höhe von zirka 2,1 bis 2,2 oder 3,1 bis 3,2 mm.
An der Hälfte der Wasserstoffelektroden 2 sind nun je drei Blechstreifen 29 (Fig. 3) angeheftet, und zwar in der Lage, wie sie Fig. 5b, 6b zeigt. Angenommen, der Wasser stoffrahmen habe eine Stärke y, von 4 oder 6 mm in der Nut, dann werden diese Blech streifen mit einer Höhe von 4,1 bis 4,2 bezw. 6,1 bis 6,2 ausgeführt.
Bei Hochdruckzersetzern ist die auf Grund der mit steigendem Druck sich ver ringernden Gasvolumina an und für sich ge gebene Verkleinerung der Rahmendicke y, also der Tiefendimension des Querschnittes bekannt und hat auch bereits Anwendung gefunden.
Die Rahmendicke y, also die Tiefen dimension des Elektrolytraumes kann aber bei Niederdruckzersetzern wie auch bei Hochdruckzersetzern auch dadurch verklei nert, das heisst im Verhältnis zur Höhe der Räume sehr klein gehalten werden, dass man dem umlaufenden Elektrolyten eine höhere als normale Geschwindigkeit erteilt. Dieses Vorgehen hat den grossen Vorteil, dass die Joule'sche Wärme einer grossen umgewälzten Elektrolytmenge entzogen werden kann, das heisst, dass der Elektrolyt bei diesem Verfah ren nicht so tief herabgekühlt werden muss.
wie bei dem gewöhnlichen Verfahren. Der Elektrolyt kommt also mit einer verhältnis mässig höheren Temperatur in die Zellen zu rück, wodurch der Wirkungsgrad verbessert wird.
Es ist deshalb auch von besonderem Vor teil, diesen. beschleunigten Umlauf auf Druckzersetzer anzuwenden.
Die Länge aller Abstandstücke 27, 29 wird entsprechend dem Verlauf der seit lichen obern und untern Begrenzungslinien der Elektrode gehalten, und zwar so, dar ein gewisser ausreichender Abstand von die ser Begrenzungslinie eingehalten wird.
Diese Abstandstücke drücken beim Zu sammenbau auf die Elektrode, das Dia- phragma und auf die Kinder dem Diaphragma liegende andere Elektrode mit der Wirkung, dass die Elektroden und das Diaphragma eine ganz geringe Wellung erhalten, die ein festes Anliegen der Elektroden am Diaphragma zur Folge hat. Dies ist wegen des damit verbun denen mechanischen Schutzes des Diaphrag- mas noch besonders vorteilhaft für den Wir kungsgrad und die Gasreinheit.
Die Stäb chen dürfen nicht bis zur äussern Begren zungslinie reichen, weil sonst auch die Wel- lung bis dorthin verlaufen würde, und hier entweder auf den Rahmen übertragen würde, was nicht erwünscht ist, oder - wenn der Rahmen sehr widerstandsfähig ist - grobe und scharfe Biegungen und Verzerrungen in den Elektroden hervorrufen würde, die sich gerade hinsichtlich des gewellten gleichmässi gen Anliegens äusserst schädlich auswirken würden. Der Abstand der Streifenendpunkte muss also so gewählt werden, dass ein allmäh lich und gleichmässig verlaufender Übergang auf den Rahmen erhalten wird.
Man kann auch auf eine andere vorteil hafte Weise die gewünschte Spannung er zielen, indem man bei Elektroden, die einen im grossen und ganzen kreisrunden Umriss haben, also zum Beispiel den abgebildeten Elektroden, jede vierte Elektrode mit einem Stiftehen in der Mitte ausrüstet, das eben falls höher ist als der Abstand y.
Versieht man also zum Beispiel eine Wasserstoffelek trode 2 mit einem solchen Stiftehen, dann wer den die beiden Wasserstoffelektroden in der Mitte etwas ausgebaucht, so dass sie äusserst stumpfen Kegeln ähneln. Da die darauf fol genden Diaphragmen und Sauerstoffelektro den am Umfang durch die Rahmen fest ge presst sind, erhalten sie ebenfalls eine Aus bauchung und liegen an allen Stellen gut auf den ersterwähnten Elektroden an.
Statt eines Stiftchens in der Mitte kann auch vorzugsweise ein Kreis von Stiftehen nahe um die Mitte angebracht werden. Da durch erreicht man, dass eine ausgesprochene Kegelspitze, an der eventuell das Dia phragma durchgedrückt werden könnte, weg fällt und die Elektrode anstatt einer kegel- ähnlichen Form eine paraboloide oder ähn liche Form annimmt.
Vorzugsweise bringt man eine solche Spannvorrichtung an einer Wasserstoffelek trode an, weil sie stärker gehalten werden kann als die aus edleren und daher teueren Metallen bestehende Sauerstoffelektrode. Man erhält dadurch eine schöner verlaufende Aus- wölbu.ng, und die dünnere Sauerstoffelek trode legt sich dieser besser an als umgekehrt eine dickere Wasserstoffelektrode einer dün nen. Sauerstoffelektrode.
Es wurde bereits erwähnt, dass man vor teilhaft die Wasserstoffrahmen 1 am besten doppelt so stark ausführt als die Sauerstoff rahmen 3. Die Sauerstoffendrahmen 5 wer den, da sie nur eine unmittelbar am Dia phragma anliegende Elektrode aufweisen. schmäler gemacht als die Sauerstoffrahmeli und zwar macht man sie nicht halb so dick, sondern etwas dicker.
Durch das Einpressen oder eine ander weitige Befestigung je zweier Elektroden in oder an einem Rahmen erhält man Bauein heiten, die einen besonders leichten und ein fachen Aufbau der Zellen ermöglichen; denn man hat beim Zusammenbau nichts weiter 'zu tun, als immer zwischen je zwei solcher Rahmen ein Diaphragma zu legen.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden nun je vier Baueinheiten für den Was serstoff mit je fünf Raumeinheiten für den Sauerstoff, den dazwischen liegenden acht Diaphragmen und einer Schlussplatte 8 eine Gruppe, die vier grosse (9, 13, 11, 15) und vier kleine (1U, 14, 12, 16) Kanäle aufweist.
Die kleinen Kanäle sind nun in dem je weils ersten oder letzten oder ersten und letzten Sauerstoff- oder Wasserstoffrahmen durch den Fortfall der Stege 31-32 oder 33-34 (Fig. 2, 3) mit den entsprechenden grossen Kanälen verbunden, so dass unten der Elektrolyt von den Hauptzuführungskanälen in die Gruppenzuführungskanäle und von da in die einzelnen Elektrolyträume gelan gen kann, während oben der mit Gas ge mischte Elektrolyt aus den einzelnen Räu men in die Gruppensammelkanäle und von hier aus eben durch das Weglassen dieser Stege in die Hauptsammelkanäle fliessen kann.
Die Verbindungsöffnungen können aber auch ganz oder zum Teil in die Schlussplat- ten 8 (Fig. 1) gelegt werden.
Die Schlussplatten 8 weisen an sich nur die vier Hauptkanäle (9, 13, 11, 15) auf. Sie bestehen wie die Rahmen aus einem iso lierenden, laugen- und gasfesten Werkstoff. In die Platten sind vorteilhaft eine oder auch mehrere über den ganzen Querschnitt rei chende (nicht gezeichnete) Blecheinlagen eingelagert. Diese Blecheinlagen verhindern das Fliessen eines Nebenschlussstromes auch dann, wenn sich die Isoliermasse der Schluss platten aus irgend einem Grunde mit Elek trolyt vollsaugen sollte.
Der Umfang dieser Blecheinlagen ist gleich, etwas kleiner oder auch grösser als derjenige der Schlussplatten, und die Kanalaussparungen sind etwas grö sser als diejenigen der Schlussplatten, so dass die Isoliermasse die Einlagen mindestens auf allen Flächen der Kanäle umkleidet.
Die Diaphragmen 7 haben die in Fig. 4 dargestellte äussere Form der Rahmen und tragen Aussparungen für alle Kanäle. Die Flächen um die Kanäle und die Ränder wer den einwärts bis zur Grenze der arbeitender Elektrodenfläche mit einem isolierenden und unangreifbaren Dichtungsstoff impräg niert, gestrichen oder gespritzt, um Heraus drücken von Elektrolyt hintanzuhalten.' Sie können aber vorteilhaft auch kleiner gemacht werden als die Rahmen und in diese ein gebettet werden, dadurch können die Kanäle im Diaphragma wegfallen.
Was den Werk stoff der Diaphragmen betrifft, so kann man solche in verschiedener Ausführung verwen den, also zum Beispiel Asbestgewebe oder dergleichen. Am besten bewähren sich Dia phragmen aus Asbestpappe; denn sie weisen ausser ihrer Billigkeit noch den Vorteil einer höchst gleichmässigen Verteilung feiner Po ren auf, was für Druckzersetzer besonders wichtig ist.
Die Rahmen 1, 3, 5 und die Schlussplat- ten 8 können aus irgendeiner geeigneten Iso- liermasse geschnitten, gestanzt, gepresst oder gegossen werden. Besonders vorteilhaft wer den sie aus einem geeigneten Gemenge durch Warmpressung hergestellt, oder indem man ein geeignetes, teigartiges Gemenge in eine Form presst und dann durch öfteres Nach pressen in Maschinen- oder Stanzpressen die genaue Form, Dichtigkeit und Festigkeit erzielt.
Die Wasserstoffelektroden 2 bestehen am besten aus Eisen und sind durchlässig (Ge webe, gelochte Bleche usw.). Besonders vor teilhaft hierfür sind gelochte Bleche. Die Elektroden werden vorteilhaft mit den Stromzuführungs- und Befestigungslappen 25, 35 bezw. 26, 36 in. einem Stück gestanzt.
Als Sauerstoffelektroden wählt man ent# weder vernickelte Eisenelektroden in glei cher Ausführung wie die Wasserstoffelek troden, oder man nimmt besser gelochte reine Nickelbleche, durch Walzen oder galvanisch hergestellt.
Wie schon weiter oben erwähnt, sind innerhalb einer Gruppe die einzelnen, gleich- poligen Elektroden parallel geschaltet, wäh rend die einzelnen Gruppen hintereinander geschaltet werden. Fig. 1 zeigt diese Schal tung. Die einzelnen Stromzuführungslappen 25 oder 26 werden durch Schrauben 37 oder andere Befestigungsmittel an stromleitende Bänder, z. B. Kupferschienen 38, angeschlos sen. Ein Band verbindet zwei Gruppen. Die Bänder liegen abwechselnd auf der linken und auf der rechten Seite.
Fig. 1 zeigt einen in ein Druckgefäss ein gebauten Zellenkörper 43. In den äussern Rundungen der Rahmen liegen die vier Spannspindeln 39, auf die in gewissen Ab ständen isolierende Tragrollen 40, z. B. aus Porzellan., geschoben sind. Die Spindeln tra gen ausserdem Mittel, welche den Abstand zwischen den einzelnen Porzellanrollen hal ten. Die Spindeln können aus Rundstahl oder dergleichen in einem Stück gefertigt sein oder sind vorteilhaft aus mehreren ge geneinander isolierten Rundstahlstücken oder Kettengliedern oder dergleichen zusammen gesetzt.
Die Spindeln kommen mit dem Zel- lenkörper 43 selbst in keinerlei Berührung, sondern nur mit den äussern Pressplatten 45, die von der übrigen Konstruktion durch eine Isolierschicht 44 getrennt sind.
Die vier Hauptkanäle 9, 13, 11, 15 (Fug. 2, 3) geben am Ende in die kreisförmigen Anschlussrohre 41 über (Fug. 1). Diese vier Bohre 41 werden am Deckel 'des Druck gefässes befestigt und abgedichtet, z. B. durch Stopfbüchsen.
Der Zwischenraum zwischen dem Druck gefäss 42 und dem Zellenkörper 43 ist mit einem Isoliermittel ausgefüllt.
Die Tragkonstruktion besteht beim ge zeigten Beispiel aus einem halboffenen Eisen mantel 46, der sich mit ganz geringem Spiel der Wandung des Druckgefässes anschmiegt. Dieses Mantelstuck wird am Anfang und Ende an die äussern Pressplatten 45 ange schraubt, und zwar am Ende in Schlitzen, damit einer etwaigen Längenänderung durch Nachpressen des Zellenkörpers Raum ge geben werden kann.
Auf diesen Tragkörper 46 ist der ganze Zellenkörper 43 jeweils an den Stromschie- nenstücken 38 zweier Gruppen durch die Stützteile 47 abgestützt, die an dem Eisen mantel 46 in Schlitzen 48 verschiebbar an geschraubt werden.
Diese Stützteile 47 greifen in Isolierkör- per 49 aus Porzellan, die U-förmigen Quer- schnitt besitzen und durch die Tragstücke 50 gehalten werden. Die Tragstücke 50 sind wiederum an den Stromschienenstücken 38 festgeschraubt.
Durch diese Tragkonstruktion ist der Zellenkörper nach jeder Richtung hin gegen Verschieben gesichert.
Der Eisenmantel 46 braucht auch bei be liebig langen Zersetzern nicht besonders stark ausgeführt zu werden, da er - durch seine Form allein schon sehr biegungssteif - auf der ganzen Länge durch das Druck gefäss selbst getragen ist.