Аппарат для электролиза воды под давлением

)ъПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИСАНИЕ аппарата для электролиза воды под давлением. К патенту ин-ца Я, Э, Ноеггерат(А Е, Яоеддега 1 Ь), в г. Берлине, Германия, заявленному 27 декабря 1927 года (зэяв,свид,22543).О дыдаче патента опубликовано 30 сентября 1934 года, Лейстпне патента распространяется на 15 лет от 30 сентября 1934 года.(146) 11 редлагаемое изобретение касается аппаратов для электролиза воды под давлением, в которых применены электроды воронкообразной формы и эластичные мембраны, уравновешивающие давление,11 а чертеже фиг, 1, изображает предлагаемый аппарат в вертикальном разрезе; фиг, 2 - разрез по линии Вв на фиг. 1; фиг, 3 разрез по линии АА на фиг, 1; фиг. 4 - деталь аппарата; фиг. Ь и 6 - схемы включения электродов, и фиг. 7 - видоизмененный аппарат в вертикальном разрезе.Сосуд 1 имеет форму длинной толстостеннои, закрытой в своей нижней части стальной трубы, диаметр которой мал по отношению к ес длине (фиг, 1), Крышка 2 сосуда 1 конической формы прикреплена к нему посредством болтов 80, В осевом отверстии крышки 2 помещается канал 30 с наружным фланцем 3 в верхней своей части и обратным клапаном 5, а к нижней части ее прикреплен электрод 6, верхняя часть которого имеет колоколообразную форму, Между этой колоколообразной частью и воронкообразной частью электрода 6 имеются уступы 4, служащие для опоры гаек внутренних стягивающих болтов 7. Нижний электрод 9 выполнен в виде полого корпуса с внешним видом усеченного конуса и имеет седло 112, на которое опираются головки болтов 7. Между конечными электродами 6 и 9 помещено большое количество промежуточных электродов 81, 82,причем положительные и отрицательныеэлектроды чередуются и между каж-дыми соседними электродами помещаетсядиафрагма 83 такой же воронкообразнойформы, как и электроды. 1 аким образом,каждый электрод образует с соседней 1перегородкой анодное или катодное от, деление. Все электроды и перегородкиснабжены наружными фланцами, через которые проходчт внешние стягивающие болты 8 и которые отделены друг от друга кольцеобразными изолирую 1 цими прокладками 10. Верхние части электродов и перегородок имеют форму плоских конусов 11, через края которых прохо-дят болты 7. Между этими плоскимиконусообразными частямц электродов иперегородок расположены изолирующие прокладки 12 такой ."ке формы, имеющие,как и соответствующие части электродов иперегородок, отверстия 13 и 14 (фиг. 2).Как изображено на фиг. 1, эти отвер стия, располагачсь одно над другим, ; образуют разделенныдруг от друга части 13 и 14 осевого канала, имеющегодиаметр, суживающийся книзу (фиг. 2и 1), причем часть 13 канала имеет большее сечение, чем часть 14. Прокладки 12снабжены отверстиями 15 и 16, которые, соединяют сегментообразные части 13и 14 осевого канала соответственно с катодными н анодными отделениями для вывода образующихся в них газов. На ружные фланцы электродов и перегородок и прокладки 10 снабжены расположенными одно над другим отверстиями, образующими вертикальные каналы 17, одни из которых соединены поочередно с катодными, а другиес анодными отделениями посредством отверстий 18 и 19 (фиг, 3). Крайние электроды 6 и 9 и один средний электрод 20 сделаны большего поперечного сечения, чем промежуточные биполярные электроды. Все электроды подвешены к крышке сосуда при помощи внешних и внутренних стягивающих болтов 7 и 8 и вместе с кры 1 пкой могут быть вынуты из сосуда 1; Болты 7 и 8 электрически соединены с крайними электродами 6 и 9, но изолированы от промежуточных электродов.Источник тока присоединяется одним полюсом к стержню 13, от которого ток подводится к электроду 20 через средний стержень 21, снабженный на своем нижнем конце винтовой пружинящей частью 22 с конусообразным отростком 23, который при помощи конической гайки 24 прижимается к цилиндрическому стержню 25. Последний соединяется с одной стороны с 11 ружинящей частью 22 а с другой - со стержнем 13,Стержни 21 и 25 окружены изолирующим кожухом 26, цилиндрическая часть которого расположена и свободно скользит между двойными стенками внешнего изолирующего кожуха 27, помещенного на дне сосуда 1, Другой полюс источника тока присоединяется к наружному концу 3 на крышке 2 сосуда 1, которая соединена с электродом 6, а последний посредством болтов 7 н 8 - с электродом 9. Схема соединений аппарата изображена на фиг, 5, При той же конструкции по фиг. 1 можно осуществить схему по фиг, 6. Если, например, верхний конечный электрод 6 является катодом, то в катодном отделении между ним и соседней перегородкой 83 образуется водород, тогда как между этой перегородкой и соседним с ней положительным электродом 81 образуется кислород. Кисло род поступает через отверстия 16 в вертикальные части 14 осевого канала, а водород - в вертикальные части 13. Кислородные части осевого канала 14 вверху закрыты колоколообразной средней частью 6 а верхнего комечного электрода 6, а водородные части канала 13 открыты в кольцевое пространство 31 (фиг. 2). Кислород выходит затем через трубу 30 и обратНый клапан 5, аводород из кольцевого пространства 31 - через каналы 32 и обратные клапаны 33. Газы собираются в отдельности в сосуды, или же, по соответствующим трубопроводам, вместе или в отдельности, подводятся к местам потребления.Согласно изобретению поперечное сечение сборных каналов для поднимающихся газов, соединяющих отдельные элементы, сделано расширяющимся кверху.Циркуляция электролита в аппарате происходит следующим образом, Электролит по трубе 34 поступает в сосуд 1, переходит по каналам 7 и через отверстия 19 входит в анодные отделения и поднимается через горизонтальные отверстия 16 изолиругощих прокладок 12 в кислородные части осевого канала 14. Дойдя до канала 30 электролит выходит через прорезы Зо в этом канале и течет обратно через наружную трубку 35 а. в нижнюю часть аппарата. Электролит для катодных отделений вступает в сосуд 1 в точке 36, на дне аппарата, поднимается между нижним конечным электродом 9 и изолирующей оболочкой 27 вверх к водородным частям осевого канала 13, соединенным посредством отверстий 37 с пространством, охватывающим изолирующую оболочку, затем проходит в кольцевое пространство 31, охватывающее колоколообразную часть верхнего электрода 6, омывает, кроме того, изолирующий кожух 38, охватывающий электроды, далее, через отверстия 39 попадает в канал 32 в крышке и проходит затем обратно к входному отверстию в днище сосуда по трубе 36. Отверстия 39 размещены в двух, примерно, конусообразных кольцах 41 и 42, которые охватывают верхнюю и нижнюю части нонхпего конечного электрода 6 инаружные края которых прилегают к колоколу 46, Между наружными краями колец 41 и 42 и колоколом 46 протянута (например резиновая) мембрана 43 в форме полого конуса, В то время как электролит, как было описано выше, циркулирует из катодных отделений между верх.ним конечным электродом 6 и мембраной 43 через отверстия 39, электролит из анодных отделений проходит из трубы Зба через отверстие 47 в пространство между мембраной 43 и колоколом 46, так что мембрана воспринимает с одной стороны давление поднимающегося в электролите водорода, а с другой стороны - давление поднимающегося в электролите кислорода. Мембрана 43 действует в качестве уравновешивающей части, отклоняющейся то в одну, то в другую сторону, в зависимости от раз. ницы давления,В аппарате, изображенном на фиг. 7, воронкообразные электроды и диафрагмы 100 и 101 точно такие же, как и изображенные на фиг. 1, помещены таким образом, что их меньшие диаметры находятся внизу, Кроме мембраны 43 устроена еще вторая мембрана 107, расположенная в трубопроводах в сосуде 106, Последний разделен посредством мембраны 107 на две неравные части; меньшая часть соединена с трубопроводом для кислорода или трубопроводом кислородного электролита 108, а большая - с трубопроводом для водорода или трубопроводом водородного электролита 109. На чертеже сосуд 106 изображен существенно меньше, чем он должен быть в действительности. Газы в этом случае не отводятся в средней части сосуда, а направляются только в каналы 17 и отводятся далее через каналы 110 и 111, а осевой канал 30 служит только для подачи электролита в элементы.Электродам в аппарате, выполненным как по фиг. 1, так и по фиг, 7, моя но придать волнистую поверхность, ка; показано на фиг. 4. Нижние концы электродов могут быть расположены ближе друг к другу, чем верхние, как показано на средних электродах на фиг, 1.Предмет патента. 1. Аппарат для электролиза воды поддавлением с применением воронкообразных входящих друг в друга электродов, отличающийся тем, что он состоит из заполняемого электролитом и герметически закрываемого сосуда 1, в котором помещена группа коаксиальнйх электродов, разделенныхдиафрагмами 83 и кольцеобразнымн изолирующими прокладками 10, 12, через которые пропущены стягивающие болты 7 и 8 (фиг.1), каковые прокладки, дчя непрерывной циркуляции электролита отдельно через анодные и катодные отделения и вывода образующихся в них газов, снабжены, с одной стороны, сквозными отверстиями 18 и отверстиями 19, соединенными с вертикальными каналами 17, устроенными во фланцах широких оснований электродов, а с другой стороны, снабжены отверстиями 15, 16, соединенными с осевым каналом, подразделенным на концентрические или сегментообразные частп 13 и 14 (фиг. 3), сообщающиеся с выводящими газы каналами 30, 32, 32, снабженными обратными клапанами 5, 33, ЗЗ и трубками 34, 35 а, служащими для переливания электролита в нижнюю часть аппарата (фиг. 1, 2 и 3),2, Видоизменение охарактеризован.ного в п. 1 аппарата, отличающееся тем, что электроды широкими основаниями обращены вверх, причем осевой канал служит для подачи в элементы электролита, а расположенные у периферии вертикальные каналы служат для вывода образующихся газов и соединены с от.верстиями 110, 111 (фиг. 7),3. В охарактеризованном в п. 1 аппарате применение электродов, нижние части коих расположены ближе друг к другу, чем верхние.4, В охарактеризованном в п. 1 аппарате применение последовательной системы включения электродов с подводкой тока одним полюсом к среднему электроду, а другим полюсом в крайним верхнему и нижнему электро.дам, каковые токоподводящие электроды устроены с большим поперечным сечением, чем промежуточчые биполярные электроды (фиг. 1 и 5),5. В охарактеризованном в п. п. 1 - 4 аппарате применение подводящего ток к среднему электроду стержня 21, снабженного пружинящей частью 22 (фиг.1 и 7), 6. В охарактеризованном ь пп. 15каналов для поднимающихся газов, соеаппарате применение служащих для вы- диняющих отдельные элементы, сделано равнивания давлений кислорода и водо- расширяющимся кверху.рода и расположенных либо внутри8. Форма выполнения означенного в сосуда, либо в подающих электролитпп. 1 - 7 аппарате, отличающаяся тем, трубах эластичных мембран 43 и 107 что изолирующие кольцамеждуэлектро(фиг, 1 и 7).дами снабжены отверстиями, выходя 7, Форма выполнения означенного вщцмп на две плоскости этих изолирупп. 1, 3 - 6 аппарата, отличающаясяоцвх колец.тем, что поперечное сечение сборных