CH193914A - Electrolyseur à haute pression. - Google Patents

Description

      Eleetrolyseur    à haute pression.    La présente invention se     rapporte    à un  électrolyseur à haute pression, destiné à la  préparation de l'hydrogène et de l'oxygène  nécessaires à l'exploitation des     moteurs    à       oxy-hydrogène.    Les électrolyseurs à pression  construits jusqu'à présent présentent plu  sieurs inconvénients. Par exemple, les appa  reils sont trop encombrants et incommodes; la  tuyauterie est exposée à de considérables ef  forts par suite des différences     entre    la pres  sion intérieure et la pression atmosphérique.

    En outre, les électrolyseurs connus sont cons  truits de manière que le     mapport    de     l'espace     d'hydrogène à     l'espace    d'oxygène dans     l'équi-          libreur    de pression est 2 : 1. Quoique ce rap  port soit     correct    pour des électrolyseurs tra  vaillant au-dessous de la pression atmosphé  rique, il n'est plus valable pour l'électrolyse  sous pression qui s'effectue vers 200 atm. et       oii    il est à peu près de 224 : 97 par suite de  la différence de compressibilité des gaz.

   De  ces     circonstances.    il résulte que dans des  électrolyseurs à     pression    construits jusqu'à    présent, il est difficile d'obtenir un équilibre  des pressions.  



  L'essence même de l'invention sera plus  facile à comprendre grâce à     l'explication        qui     va suivre.  



  L'effort supporté par un récipient quel  conque dépend non pas de la valeur absolue  des pressions interne et externe exercées sur  ses -parois, mais de la différence entre     ces     pressions. Tant qu'il n'existe pas de diffé  rence de pression, les parois du récipient ne  sont soumises à aucun effort ni d'éclatement,  ni de compression.  



  Dans le modèle habituel d'électrolyseur,  on tire parti de ce fait à l'avantage de la cel  lule en     enfermant    celle-ci dans une enveloppe  résistante à la pression et en maintenant à  l'intérieur de     cette    enveloppe extérieure     une     pression     sensiblement    égale à celle du gaz à  l'intérieur de la     cellule    même. Ceci a pour  but de pouvoir donner à la cellule une cons  truction simple et légère.      Cependant, la cellule même n'est qu'une  partie de l'ensemble de l'appareil d'électro  lyse. Les gaz, à leur sortie de la cellule géné  ratrice, passent à travers des tubes à la cham  bre de séparation des gaz, puis à la cham  bre de lavage, .à celle d'équilibrage des pres  sions, etc.

   Dans les modèles habituels, tous  ces organes ont leurs parois extérieures sou  mises à la pression atmosphérique sur leur  face     externe.     



  Comme tous ces organes sont, d'autre  part, en communication les uns avec les au  tres, leur pression interne est uniforme par  tout.     iPar    contre, la pression     externe,    comme  il est     souligné    par ailleurs n'est pas     uniforme     sur tout l'ensemble de l'appareillage, car au  tour de la cellule elle est égale à la pression  interne, tandis qu'elle est égale à la pression  atmosphérique autour des autres organes.  Pour cette raison, dans les modèles habituels,  tous les organes (chambres, tuyaux, etc.),  sauf la cellule même, sont soumis à de fortes  différences -de pression nécessitant des sec  tions et des joints résistant à la haute pres  sion.  



  Suivant la     présente        invention,    tous ces     di-          vers    éléments, inclusivement la cellule, sont       enfermés    à l'intérieur d'un contenant fermé  d'une façon étanche dont les parois sont ca  pables de résister à une     grande    pression et  rempli d'un liquide pratiquement incom  pressible.

   On assure par ces moyens une pres  sion externe uniforme sur tout l'ensemble de  l'appareil et la pression interne est trans  mise à travers des parois relativement minces  des différents organes audit liquide extérieur,  ce qui fait que la pression extérieure uni  forme (c'est-à-dire celle du liquide) équilibre  la pression interne, réalisant ainsi l'état voulu  d'équivalence des pressions.  



  Le     dessin    ci-joint montre, à titre d'exem  ple, une     forme    d'exécution de l'objet de     l'in-          vention.     



  La     fig.    1 en est     une    vue en plan, le cou  vercle étant enlevé;  les     fig.    2 et 3 sont     respectivement    une vue  de devant et une vue .de     côté,    le contenant       extérieur    étant représenté en coupe;    la     fig.    4 est une coupe longitudinale par  une chambre de séparation des gaz;  la     fig.    5 est une coupe longitudinale     d'une          chambre-équilibreuse    de pression.  



  Dans les     fig.    1-3, a est un contenant cy  lindrique étanche en acier à haute résistance,  susceptible -de supporter une pression inté  rieure de 200 kg/cm' et davantage. b est un  récipient en acier d'une section quadrangu  laire renfermant les cellules. c sont les tuyaux  par lesquels les gaz développés sont amenés  avec de l'électrolyte à deux conduites prin  cipales dl,     d2,    d'où ils s'en vont à travers les  tuyaux     g1    et     g2        respectivement    vers les cham  bres de séparation     e1,        e2.    De ces dernières,  l'électrolyte est forcé de de retourner au fond  des cellules par des tuyaux     f,

      f     =    respective  ment. La circulation des gaz et de l'électro  lyte est secondée par l'effet de     thermo-          syphon.     



  Depuis les chambres de séparation     e1,        e=,     les gaz sont conduits par des tuyaux     hl,        L     à des chambres     équilibreuses    de pression il,  respectivement     i2,    contenant du mercure et  reliées par un tuyau     j    en forme d'un<B>U,</B> rem  pli également de mercure. Il est tenu compte  de la     différence    de compressibilité des gaz     ci-          dessus    mentionnés par le fait que dans cet  électrolyseur les     espaces    d'hydrogène et  d'oxygène sont au rapport 224:97.

   Pour  l'utilisation des gaz, ceux-ci peuvent être dé  chargés des chambres il,     i.,    par les tuyaux  l"     l2,        respectivement.        q    est un tuyau amenant  l'eau d'alimentation sous la pression requise.  



  Ainsi que le contenant<I>a</I> et le récipient<I>b,</I>  tous les tuyaux, les chambres de séparation  des gaz et les     chambres-équilibreuses    de pres  sion sont en acier. Le contenant a est entière  ment rempli d'un liquide,     préférablement    de  l'huile, de sorte que toutes les parties ci  dessus sont immergées dans cette dernière.       Etant    donné que les liquides sont pratique  ment incompressibles, toutes les parties de  l'appareil sont soumises à une pression uni  forme.  



  La     fig.    4 montre la chambre de séparation  des gaz     el,        située    entre la conduite dl et la       chambre-équilibreuse    de pression il représen-           tée    dans les     fig.    1 à 3.     g1    est un tuyau ame  nant le gaz de la conduite dl à la chambre     e1.     <B><I>f,</I></B> est le tuyau de retour de l'électrolyte au  fond des cellules, et     h,    est le tuyau par le  quel le gaz passe à la     chambre-équilibreuse     de pression correspondante i,.  



  La     fig.    5 représente la     chambre-équili-          breuse    il, partiellement remplie avec du mer  cure<I>k,</I>     h,    étant le tuyau par lequel le gaz ar  rive de la chambre de séparation,     j    est le  tuyau par lequel le mercure peut passer en  tre les deux     chambres-équilibreuses;        h    est le  tuyau par lequel le gaz peut être déchargé  quand on en a besoin.

   La conduite de dé  charge est munie d'une soupape de sûreté ap  propriée, par exemple une soupape conique     in     à la face inférieure plane     (fig.    5) ou une sou  pape à bille     7a    comme représentée dans la  fi-. 5a. Le but de la soupape de sûreté est  d'obturer la conduite de décharge au cas où  il se produirait une rupture dans la tuyauterie  extérieure reliant l'électrolyseur au point de  consommation des gaz.

Claims (1)

1. REVENDICATION Electrolyseur à haute pression, pour la préparation de l'hydrogène et de l'oxygène, caractérisé en ce que le récipient des cellules, les chambres de séparation des gaz, les chambres-équilibreuses de pression et la tuyauterie de connexion sont tous logés dans un contenant fermé de façon étanche, dont les parois sont capables de résister à une forte pression et rempli d'un liquide pratiquement incompressible pour obtenir une pression uni forme sur toutes les parties de l'appareil.

   SOUS-REVENDICATIONS: 1 Electrolyseur selon la revendication, ca ractérisé en ce qu'il comprend deux cham bres de séparation des gaz et deux cham- bres-équilibreuses disposées au-dessus du récipient des cellules, des tuyaux condui sant l'électrolyte des chambres de sépara tion au fond des cellules, et un tuyau rem pli de mercure reliant les fonds des cham- bres-équilibreuses de pression.

   2 Electrolyseur selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des conduites collec trices des gaz disposées entre le récipient des cellules et les chambres de séparation des gaz. 3 Flleetrolyseur selon la revendication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour tenir compte des différences de compressibilité de ces gaz, le rapport de l'espace pour l'hydrogène à l'espace pour l'oxygène dans l'équilibreur de pression est approximativement 224 : 97.

   4 Electrolyseur selon la revendication et les sous-revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce -que la conduite de décharge de chaque chambre-équilibreuse est pourvue d'une soupape de sûreté destinée à entrer en ac tion lors d'une rupture dans la tuyauterie extérieure reliant l'électrolyseur au point de consommation.