Appareil d'électrolyse. La présente invention se rapporte à un appareil d'électrolyse pour la production d'hydrogène et d'oxygène.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet appareil.
La fig. 1 en est une vue en coupe verticale; Les fig. 2, 3 et 4 représentent des coupes suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4 de la fig. 1; La fig. 5 est une vue de côté de l'appa reil, la paroi extérieure étant enlevée et des plaques et diaphragmes étant partiellement arrachés; La fig. 6 en est une vue en plan. L'appareil représenté comprend une paire de plaques d'anode 1 placées au centre et des plaques de cathode 2 disposées de part et d'autre des plaques d'anode, ainsi que des diaphragmes disposés entre ces plaques.
1 désigne la paire d'anodes, et 2 les cathodes. Les anodes et les cathodes sont, de préférence, en foute galvanisée et de forme carrée. Elles sont sensiblement iden- tiques entre elles ; la description détaillée d'une anode suffira donc pour les deux pièces: La surface génératrice de chaque anode comporte un certain nombre de ner vures verticales rectilignes 3, ayant chacune une section en forme de V. En pratique, les plaques 1 et 2 ont de préférence environ 65 cm de côté et les nervdres sont écartées d'environ 25 mm et font saillie d'environ 3 min sur la face avant 4 de chaque plaque, l'épaisseur de cette dernière citant sensiblement de 6 mm.
Chaque anode est munie sur sa face arrière d'une nervure 5 qui en fait le tour à faible distance de son bord ou périphérie, et de nervures diagonales 6 qui se coupent entre elles et qui rencon trent la nervure 5 à ses quatre angles. Près de chacun des côtés, les branches ou parties inférieure et supérieure de la nervure 5 sont munies de bossages 7 présentant chacun un évidement 8 destiné à recevoir les tiges çou- ductrices et porteuses désignées respective ment par 9 et 10..
Chacune des cathodes 2 est disposée de même que les anodes 1; si ce n'est que les nervures 32 sont décalées par rapport aux nervures 3, de manière à se trouver, après assemblage, dans le milieu des intervalles entre les nervures de l'anode correspondante. L'arrière de chaque cathode est muni de nervures 52 et 62 qui correspondent. respec tivement aux nervures 5 et 6 des anodes.
Chaque cathode est pourvue, à l'arrière, de bossages 72 similaires aux bossages 7 et comportant chacun un évidement 82 analogue aux évidements 8. Afin de fixer les cathodes à leurs tiges conductrices, et d- support, désignées respectivement par 9 et 102, cha que bossage, est muni d'une pièce de serrage 11 qui comporte un évidement coopérant avec celui du bossage et est fixé audit bos sage ail moyen d'une vis de serrage 12. Les anodes sont reliées entre elles ainsi qu'à leurs tiges conductrices et de support au moyen de vis 7b montées dans des ouvertures 7c des bossages 7.
Quand les anodes et les cathodes sont assemblées à leurs tiges, on monte les deux anodes et chaque cathode à l'intérieur de ehâ ssis rectangulaires. Chaque châssis est formé d'une bande en forme de gouttière découpée dans une tôle et dont les bords sont dirigés vers l'intérieur. Le châssis de l'anode est figuré en 13, et les deux châssis des cathodes en 14.
Après assemblage des pièces, les fonds des châssis 13 et 14 s'éten dent au-dessous des bases des plaques 1 et 2 et les sommets des châssis se prolongent bien au-dessus du haut des plaques, de manière à constituer, avec des plaques laté rales coopérantes, des espaces collecteurs pour les gaz s'élevant, de préférence, d'environ 30 cm au-dessus du haut des plaques.
En vue d'établir l'espace collecteur d'oxygène, on fixe aux ailes supérieures 132 et aux ailes latérales 1311 du châssis 13 des plaques de tôle 15 ayant chacune un rebord supérieur 152 et des rebords latéraux 1511, en soudant les rebords 152 sur les ailes 132 et les rebords 15v sur les ailes 13b.
A une faible distance au-dessus du haut des plaques d'anode, les plaques 15 sont recourbées vers l'extérieur en 15c, les rebords 7.5b étant dé- coupés de manière à permettre que les extré mités des parties 15 inclinées vers l'extérieur se prolongent en travers des ailes 13"' jus qu'aux bords extérieurs de ces dernières, et soient soudées sur ceux-ci. On a ainsi établi au-dessus des plaques d'anode un espace collecteur formé, par les côtés et le dessus du châssis 13, et par les plaques rapportées 15. Un tube 151, destiné à amener l'oxy gène dans un collecteur approprié, part de la partie centrale du sommet du châssis 13.
Chacun des châssis 14 est disposé sen siblement de même que le châssis 13 et la partie supérieure de chacun des châssis 14 contient un espace collecteur semblable à celui du châssis 13. 16 désigne l'une des plaques rapportées appliquées de part et d'autre du châssis 14, 162 le rebord supérieur et 16b le rebord latéral de chaque plaque, au moyen desquels cette dernière est soudée aux ailes 142 et 14b du châssis 14, et 16 l'extrémité inférieure recourbée de chacune des plaques 16.
Les extrémités inférieures des plaques intérieures 16 sont opposées aux extrémités inférieures 15e des plaques 15, et espacées de ces dernières d'environ 3 rnm, c'est-à-dire de la même distance qui existe entre les nervures 3 et 32.
En travers des espaces qui séparent les plaques 15 et 16, se trouvent des traverses 17 dont les extrémités sont soudées sur les rebords 151, et 16<B>"</B>. Ces traverses servent à fixer les extrémités supérieures des dia phragmes.
On remarquera que les extrémités exté rieures des nervures 3 se trouvent dans les plans des extrémités extérieures des bords de la gouttière formée par le châssis 13; et que les extrémités extérieures des nervures 32 se trouvent chacune dans le plan de l'un des bords de la gouttière des châssis 14. Les diaphragmes 18, de préférence en toile d'amiante, coopèrent avec les plaques d'anode.
Les diaphragmes 18 sont constitués d'une seule pièce- de toile en forme de poche de façon à pouvoir être serrés autour dit châssis 13 et amenés en contact intime avec les nervures 3, tout en étant fixés au châssis 13 au moyen d'une paire de pinces 20, en forme de gouttières. L'extrémité supérieure de la poche est fendue et chacun de ses côtés 18a est appliqué autour de la barre 17 corres pondante et fixé à celle-ci, par exemple, par couture.
Les diaphragmes seront en contact direct avec les fonds des parties déviées vers l'extérieur, 15 , des plaques 15 ; on peut assurer un serrage exempt de fuites en espa çant les barres 17 de telle sorte que le diaphragme soit recourbé vers l'intérieur au- dessus des fonds, ou vers les plaques 15.
Des diaphragmes similaires 21 seront appliqués de façon analogue sur les plaques de cathode et contre leurs châssis 14, les extrémités supérieures des diaphragmes étant appliquées autour des barres extérieures 17 et fixées à celles-ci, et les corps des dia phragmes étant fixés auxdits châssis à l'aide, de pinces 22, en forme de gouttières, simi laires aux pinces 20.
A. la traverse inférieure de chacun des châssis 13 se trouve fixée une. paire d'isola teurs 23 disposés de façon à recevoir respec tivement les tiges 9 et 10. Dans la traverse supérieure du châssis 13 se trouve une garni ture isolante 24 que traverse la tige conduc trice 9; et de l'autre côté de ladite traverse se trouve fixé un bloc 25 de matière isolante qui reçoit l'extrémité supérieure de la tige de support ou de consolidation 10.
Des blocs isolants similaires 251, sont fixés aux traverses inférieures des châssis 14, tandis que la traverse supérieure de chacun desdits châssis est munie d'une garniture 241, et d'un bloc isolant 251, similaires aux pièces 24 et 25, mais disposés aux extrémités opposées du châssis. Du milieu du sommet de chaque châssis 14 part un tube de communication 26 destiné à amener l'hydrogène dans un réci pient approprié.
Les pièces qui viennent d'être décrites sont introduites dans un bac approprié 27, de longueur et de largeur déterminées, de façon à permettre que L'ensemble y soit ajusté exactement.
Les pièces étant établies et disposées comme il vient d'être d'écrit, on remplit le bac 27 du liquide électrolytique jusqu'en un point situé à une faible distance au-dessous de la base des tubes 15 et 26. L'électrolyte se trouvera au même niveau dans les espaces collecteurs formés par les sommets des châssis et les parois ou plaques 15 et 16, au-dessus des anodes et des cathodes respec tivement.
Le courant lancé dans le conduc teur 8 .décomposera l'électrolyte de la faon usuelle. L'oxygène dégagé sur les faces extérieures des anodes 1 s'élèvera à l'inté rieur des espaces formés par les diaphragmes et les nervures 3; il frappera les extrémités inférieures inclinées 15 des plaques 15, passera de bas en haut dans l'espace collec teur formé par le châssis 13 et par lesdites plaques et sera débité par le tube 15 dans un collecteur approprié.
L'hydrogène mis en liberté sur les faces intérieures des plaques de cathode s'élèvera dans l'espace ménagé entre les diaphragmes 21 et les nervures 3a; il viendra frapper les extrémités 16c, déviées vers l'intérieur, des plaques 16, pénétrera dans les espaces collecteurs formés par les plaques 16 et les châssis 14, et . sera amené par les tubes 26 dans un collecteur approprié.
En raison du fait que le contact entre chaque diaphragme et chaque nervure a lieu suivant une ligne, il n'existera en ce point aucune surface propre à la formation d'une pellicule liquide, il n'y aura donc aucune perte de gaz, les diaphragmes, comme on l'a vu, étant appli qués sans jeu en travers desdites nervures et étant en prise sans jeu avec les extrémités inférieures infléchies des parois latérales des plaques des espaces collecteurs. Le niveau de l'eau dans les différents espaces collecteurs de chaque unité sera le même, vu que les espaces collecteurs sont de même section transversale.
Si, pour une raison quelconque, l'élément ne fonctionnait pas comme il con vient, et qu'une certaine quantité de gaz vint à s'échapper autour des bords inférieurs des déflecteurs 15 et 16 ou à travers les diaphragmes, ce gaz serait obligé de se dé gager dans l'atmosphère et ne pourrait se mêler au reste du gaz dans son espace collecteur ou dans son tube d'évacuation. Lors même que la pression du gaz dans l'un des bacs récepteurs serait suffisante pour abaisser le niveau de l'électrolyte dans son espace collecteur, il ne se produirait aucun mélange du gaz avec le restant du gaz en gendré.
Dans ce cas, si la pression du gaz était suffisante pour lui faire traverser le diaphragme, il s'échapperait directement dans l'atmosphère par l'espace compris entre ledit diaphragme et le diaphragme voisin.
Les pinces 20 en forme de gouttières sont avantageuses, non seulement comme moyen de fixer le diaphragme en place, mais encore afin d'assurer la position et l'espace ment des anodes et des cathodes et de leurs diaphragmes. L'appareil est facile à adapter à telles variations de voltage et d'ampérage qui existent dans les installations électriques courantes, et plusieurs appareils peuvent être reliés en parallèle aussi bien qu'en série.