Аппарат для электролиза воды Советский патент 1926 года по МПК C25B1/10 

Как известно, последовательный способ включения генераторов тока представляется более выгодным: подводящие ток провода могут быть взяты меньшего сечения и, следовательно, дешевле, а генератор вызывает меньшие расходы на приобретение и в эксплоатации. Это преимущество используется в элементах, построенных по принципу фильтр-пресса. Однако, при работе таких элементов возникают нередко затруднения, которые могли бы быть устранены, если бы имелась возможность включать пластинообразные электроды последовательно, располагая их друг возле друга в сосуде, как это имеет место при параллельном включении. Такое устройство было предложено, но до сего времени практического применения оно не нашло, вследствие того, что при этом часть тока, подводимого к одному концевому электроду и отводимого от другого концевого электрода, обтекает промежуточные электроды и таким образом уклоняется от участия в электролитическом процессе, а также главным образом вследствие трудности найти подходящий материал для сосуда. Этот сосуд не должен проводить электрического тока и горячий щелок (обычный электролит, который, главным образом, приходится иметь в виду), который не должен действовать на него химически. Строительный материал сосуда должен быть дешев; каучук, в особенности эбонит, - единственное вещество, которое могло бы удовлетворить первым двум условиям, - слишком дорог. В виду этого применяется цемент.

Предлагаемое изобретение позволяет преодолеть это препятствие и тем осуществить практически элемент с несколькими последовательно включенными внутри сосуда электродами. В основу изобретения положена та мысль, что в массу.

ком и полкой, на которой последний покоится. Поэтому водородные камеры должны иметь приблизительно вдвое больше обем, чем кислородные камеры. Этого можно достигнуть, применяя электроды с боковым выгибом по типу Cg на фиг. 4. Можно также сдвинуть диафрагмы в сторону из средних плоскостей пазов, в которые вставлены их рамы, изготовляя последние из z-образного железа. Наконец, можно, сохраняя для электродных пластин и диафрагм с их рамами ту же конструкцию, как и в описанном элементе, изменить шаг пазов в стенках сосудов таким образом, чтобы расстояние между электродной пластинкой и диафрагмой на стороне выделения водорода было больше, чем на стороне выделения кислорода. В таком случае, надо будет применить два различных профиля для внутреннего и внешнего ряда швеллеров в стенке сосуда.

Применяемые для .устройства стен сосуда профили не должны быть обязательно получены прокаткой. Они могут быть согнуты также из полос листового железа, в особенности для сосудов небольших размеров. Для больших сосудов, например, таких, которые предназначены для помешения электродов из нормального листового железа, рекомендуется применять прокатные профили, в целях сообщения сосуду необходимой прочности и устранения необходимости применения особых упрочняюших конструкций для дниша и боковых стенок сосуда.

Выше было предположено, что, в качестве неметаллической составной части стенки сосуда, применяется портландцемент. Очевидно, однако, что вместо портланд-цемента можно приА1енить любое другое плохо проводяшее или совер шенно не проводяшее вешество, достаточно стойкое по отношению к действию электролита, обладающее необходимой пластичностью при переработке, и прочно ;оединяющееся с металлом, в особенности с железом. Для удешевления сосуда можно примешивать к цементу

куски наполнительного материала, например, известняковый щебень.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1.Аппарат для электролиза воды, с сосудом из цемента, характеризующийся применением заделанных в стенку сосуда, между каждой парой смежных рабочих электродов, одного или нескольких металлических слоев, служащих промежуточными электродами.

2.Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аппарата, отличающаяся применением, в качестве промежуточных электродов, железных листов z, z (фиг. 1), проходящих от дна пазоа диафрагм d, d до внешней поверхности 4 стенки Т (фиг. 1).

3.Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аппарата, отличающаяся применением, в качестве промежуточных электродов, таврового железа , z, % и т. д. (фиг. 2), расположенного в промежутках между диафрагмами и рабочими электродами е, е, е таким образом,, что плоские части тавров k, k и k и т. д. закрывают большую часть внутренней поверхности стенки сосуда (фиг. 2).

4.Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аппарата, отличающаяся применением, в качестве промежуточных электродов, двух рядов швеллерного железа д,-г, .... и , z, - (фиг. 3), обращенных своими плоскими частями поочередно один к наружной, а другой к внутренней поверхностям стенки сосуда, каковые швеллера своими полками проникают в цемент стенки,, не касаясь металлически друг друга, таким образом, что полки смежных швеллеров проходят между собой наподобие звеньев цепи (фиг. 3).

5.В охарактеризованном в п.п. 1, 2, 3 и 4 аппарате применение, для каждой газовыделяющей стороны рабочего электрода, газосборного колпака д (фиг. 4) погруженного в электролит и изолированного от соответствующего ему рабочего электрода, а также от металлической рамы соответствующей диафрагмы.

Ти11О.-питограф11я «Красный Печатник, Ленинград, Междуиародютй, 75.

Внутренние поверхности боковых стенок снабжены пазами, которые примыкают к пазам дна сосуда. В эти пазы вдвигаются сверху рабочие электроды и рамы диафрагм. В изображенном на фиг. 4 - 6 элементе это относится также к концевым электродам е и е-,,. Металлические лобовые стенки Sg и 4 сосуда могут служить в одно и то же время также концевыми электродами.

Особенностью устройства, изображенного на фиг. 4-6, является расположение газособирательных колпаков д. Они покоятся на полках а у головных кромок рабочих электродов и на полках b у головных краев рам диафрагм. Эти полки выложены слоем упругого изолирующего и уплотняющего материала, например, .асбестовой тканью. У внутренних поверхностей боковых стенок s, s промежутки между полками перекрыты полосами с из изолирующего и уплотняющего материала, примыкающими вплотную к стенке сосуда и затрудняющими утечку газов через щели между стенкой сосуда и газосборными колпаками. Для каждой рабочей поверхности электрода имеется отдельный газосборный колпак. Между -смежными колпаками оставлены промежутки / для вывода наружу газа, могущего выходить снизу из-под колпака, т.-е. для воспрепятствования переходу газа в соседний колпак. Колпаки присоединены вперемежку к одной из двух газосборных магистралей Aj, h,. Между каждыми двумя смежными местами присоединения в эти магистрали введены изолирующие вставки i, препятствующие проходу тока через магистрали. Трубчатые ответвления к колпакам сделаны составными из двух частей, так что, после разборки фланцевого соединения т между этими частями, каждый колпак может быть отделен от магистрали. Трубопроводы выполняются таким обра.зом, что по удалении одного или нескольких колпаков каждый электрод и каждая диафрагма могут быть вынуты из элемента.

Общее число газосборных колпаков в описываемом элементе равно общему числу утопленных в стенку сосуда швеллеров внутреннего ряда между концевыми электродами е, е. Если газосборные колпаки изготовлены из металла

(они могут быть сделаны также из изолирующего материала), то они образуют в электролите над полками рабочих электродов и диафрагм промежуточные электроды между концевыми электродами 4 и gg. Электродвижущие силы их поляризации препятствуют протеканию тока через слои электролита, заключенные между газосборными колпаками. В области расположения колпаков ток может протекать лишь через щель между колпаками и боковыми стенками сосуда, ускользая от участия в процессе электролиза. Этой потери можно, однако, совершенно избежать, уплотняя колпаки относительно боковых стенок сосуда. При этом каждый колпак может быть приведен в металлическое соприкосновение с утопленным в стенке сосуда щвеллером внутреннего ряда, так как эти части во время работы элемента обладают одинаковым потенциалом.

К электродам приварены дырчатые железные листы я, расположенные впереди железных листов. Благодаря этому, активная поверхность электрода увеличивается, а сопротивление электролита прохождению тока уменьшается.

В рассматриваемом элементе все камеры, из коих каждая образуется одной электродной пластиной, одной диафрагмой, стенкой сосуда и газосборным колпаком, имеют одинаковый обем. При испытании, которому подвергался электролитический элемент, одному из электродов была придана выпуклая форма (бе на фиг. 4), с целью увеличения обема водородной камеры Н сравнительно с обемом камеры О, в которой собирается кислород. При этом были констатированы не только больший выход водорода, но и большая чистота газов в сборных колпаках Н к О. Менее благоприятный результат, получаемый при одинаковом обеме обоих камер, приходится приписать тому обстоятельству, что, вследствие неравенства обемов водорода и кислорода, примешивающихся к электролиту в виде мелких пузырьков и дающих при этом смесь неодинаковой плотности, уровень электролита в камере Н поднимается выше, чем в камере О, в виду чего электролит перетекает из камеры Н в камеру О через щели между газосборным колпаff патенту ш-ной ФИРМЫ.ЭМТР1 л.6. /wvA. . Л.Ъ.п ЖИЖ

/u/t./. i

гГ

h.

m

тшя .s.

apjggg