DE1471642C - Elektrolysezelle - Google Patents

Description

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Die Erfindimg betrifft eine zylinderförmige die aus.einem Minimuni,an Teilen besteht. Außer-

Elektrolysezelle zum Elektrolysieren eines Elektro- dem können die/durch ;die' Gewindeteile in axialer

lyten, der an einer stangenförmigen Kathode und Richtung zusammengepreßten Dichtungen hohe

einer die Kathode umgebenden Anode vorbeiführbar Drücke ohne Beschädigung aushalten. . ·>

ist, wobei die äußeren Enden der Elektroden in den 5 Soweit eine der. Elektroden stabförmig ist, genügt

den zylinderförmigen Behälter abschließenden Ver- es im übrigen, dort die Stopfbuchsendichtung zu

schlußgliedcrn abgedichtet gehalten sind. . lockern, um nun die Elektrode axial herausziehen

Es ist bereits eine Elektrolysezelle bekannt, bei der zu können. Dies ist besonders günstig in den Fällen,

die beiden Elektroden konzentrisch zueinander und in denen lediglich eine Elektrode auszuwechseln

ineinander eingreifend angeordnet sind. Dadurch ist io ist.

es möglich, die Kathode aus der hohlen Anode, in Da die Elektroden die Verschlußglieder durchdrinaxialer Richtung zu. entfernen. Dabei muß jedoch gen, können sie nicht nur ohne weiteres von außerihre Halterung mit abgenommen werden, die mittels halb angeschlossen werden, sondern es ist auch mög-■ Sch rauben am Behälter befestigt ist. Die Abdichtung lieh, diese Elektroden zur Zu- und Abführung des der Kathode geschieht an beiden Enden, nämlich ein- 15 Elektrolyten zu verwenden, wobei dann in diesem mal in einem zylindrischen Durchgang des Behälters Fall die Elektroden mindestens auf einem Teil rohrmittels zweier Dichtringe und am unteren Stirnende förmig ausgebildet und an ein Zu- bzw. Abfuhrsystem durch einen weiteren Dichtring. Diese doppelte Ab- anschließbar sind. Vorzugsweise ist auf jeden Fall dichtung wirkt sich beim Wiedereinsetzen ungünstig die Anode als Zu- oder Abfuhrleitungsteil für den aus. Außerdem ist sie für höhere Drücke unbrauch- 20 Elektrolyten ausgebildet. In diesem Fall kann die bar, denn die zwei hintereinandergeschalteten Dicht- Anode als ein einen verhältnismäßig kleinen Durchringe werden lediglich radial zusammengepreßt, und messer aufweisendes und das Verschlußglied durchferner erfordert die Stirnabdichtung ein verhältnis- dringendes Rohr ausgebildet sein, an das sich ein mäßig genaues Fluchten der Teile, um bei der ver- größeres Rohrstück anschließt, wobei dann die zwihältnismäßig kleinen Stirnfläche der Kathode einen 25 sehen beiden Rohrstücken vorhandene Ringschulter ausreichend kräftigen und gleichmäßigen Anpreß- mit Durchbrüchen für den Elektrolyten versehen druck zu erzielen. Besonders nachteilig ist die un- ' sein kann. In vielen Fällen kann es auch zweckmäßig genügende Zentrierung der Kathode über die radial sein, wenn das aktive vordere Teilstück der Elektronachgiebigen Dichtringe und über die Halteschrau- den, insbesondere der Anode, mit Durchbrüchen ben, deren gleichmäßiges Anziehen besonders über- 30 versehen ist, um den Umlauf des Elektrolyten zu erwacht werden muß, um ein allzu großes Schrägstellen leichtern.

der Kathode zu verhindern. Noch schwieriger ist das Falls eine der Elektroden nicht zur Zu- und Ab-

Entfernen und Wiedereinsetzen der Anode, da zu fuhr des Elektrolyten verwendet wird, kann eine'

diesem Zweck ein stirnseitiger Block mit entfernt bzw. solche Elektrode auch zur Unterbringung eines

wieder mit eingesetzt werden muß (deutsche Aus- 35 Thermoschalter verwendet werden. Zweckmäßig ist

legeschrift 1 102 709). die Kathode rohrförmig und an ihrem in das Innere

Bei einem bekannten elektrolytischen Wasserzer- des Behälters ragenden Ende verschließbar ausgebil-

setzer sind in einem als Kathode wirkenden, durch det. Hierbei ist es möglich, innerhalb der Kathode

einen Deckel druckfest verschließbaren Behälter nicht nur den Thermoschalter, sondern auch die Zu-

hohlgefäßförmige Anoden und ähnlich geformte Dia- 40 leitungen unterzubringen und diese bis nach außer-

phragmen angeordnet, die alle an einem gemeinsa- halb des Behälters zu führen.

men Träger abgedichtet gehalten sind. Der Träger Zweckmäßig weist der Behälter gemäß der Erfindurchdringt, wenn er abgedichtet ist, den Deckel und dung noch mindestens zwei Stutzen auf, die zur Haiist mit diesem fest verbunden, so daß die Anoden nur terung und/oder zur Zu- und Abfuhr des Elektrozusammen mit diesem herausgenommen oder ein- 45 lyten verwendet werden können. Werden beide gesetzt werden können. Auch hier können die Ano- Stutzen hierzu benutzt, so ist üblicherweise eine weiden nicht für sich allein abgenommen oder eingesetzt tere Zu- und Abfuhr über die Elektroden nicht mehr werden. Außerdem ist eine zentrische Halterung der erforderlich. Fall jedoch die Elektroden mit zur ZuAnoden hier nicht sichergestellt (deutsche Patent- und Abfuhr herangezogen werden, so kann gegebenschrift 690 098). 50 nenfalls ein oder beide Stutzen durch einen Stopfen

Der F.rfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, verschlossen sein.

eine Elektrolysezelle zu schaffen, bei der unter Ab- Vorzugsweise sind diese beiden Stutzen entgegendichtung für hohe Drücke in einfacher Weise die gesetzt zueinander und axial zueinander versetzt anElektroden entfernt und zentrisch eingesetzt werden geordnet, um dadurch bei der Verwendung für die können. Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähn- 55 Zu- und Abfuhr des Elektrolyten einen günstigen ten Elektrolysezelle gemäß der Erfindung dadurch Durchfluß desselben durch den Behälter und vorbei gelöst, daß mindestens ein Ende des zylinderförmigen an den Elektroden zu erreichen. ■ ·
Behälters ein Innengewinde aufweist, in das unter Vorteilhaft sind am Behälter noch mindestens zwei Abdichtung an der Bchällerstirnwand ein ein weitere Halteansätze angebracht, die zum Halten der Durchgangsloch aufweisender Gewindestopfen ein- 60 Elektrolysezellen dienen können. Der Einfachheit geschraubt ist, in dessen Innengewinde eine Stopf- halber können diese Ansätze gleich wie die vorbuchscndichtung eingeschraubt ist, die eine Elektrode erwähnten Stutzen ausgeführt sein, so daß auch sie abgedichtet festhält. Die Elektroden sind dabei in zur Zu- und Abfuhr des Elektrolyten herangezogen einer Stopfbuchsendichlung gehalten und können zu- werden können. Gegebenenfalls sind jedoch diese sammen mit dem Gewindestopfen als Baueinheit her- 65 Halteansätze durch Stopfen dich verschlossen, oder ausgenommen und eingesetzt werden. Dabei ist wegen es können diese Ansätze gemäß der Erfindung gar der praktischen Spielfreiheit der Gewinde eine kon- keine Bohrung oder eine Teilbohrung in Form eines zentrische Führung der ganzen Baugruppe gesichert, Sackloches aufweisen, wobei dann gegebenenfalls

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später ganz durchgebohrt wird, wenn dieser Ansatz Irische Zuleitung 25 angeschlossen, und das.of.fene.

als Leitungsanschluß verwendet werden soll.' ;Γ^! . Ende des Teilstückes.20 kaiin entweder!'ganz'..durch.

Zweckmäßig ist es, wenn die Stutzen und die nicht gezeigte Mittel verschlossen oder diirchVcben-

Hälteansätze auf der Außenfläche des Behälters so falls nicht gezeigte Mittel an_; eine Hussigkcilsicitüng

verteilt sind, daß die Zufuhr und die Befestigung er- 5 zur Zuführung eines Elektrolyten angeschlossen

leichtert wird. Beispielsweise kann dies dadurch gc- werden.. ~ . . ,-. .... .,,.....

schehen, daß jeweils ein Stutzen und ein Ansatz sich Die bereits obenerwähnte Anode 21 weist, hock

diametral gegenüber liegen und diese zwei so ent- ein'weiteres rohrförmiges Teilslück 28 auf, dessen

stehenden Paare axial gegeneinander versetzt sind, Durchmesser wesentlich größer als der. Durchmesser

wobei sämtliche Stutzen und Ansätze vorzugsweise io des Teilstückes 20. ist, und die" Verbindung zwischen

in einer Axialebenc liegen können. , . diesen beiden Teilslücken geschieht durch ein Kreuz-

Dicse Stutzen und Ansätze dienen dazu, um die stück 30, das Arme 31 und Durchbrüche 32 auf-Elektrolysezellen in beliebiger Art an irgendwelchen weist, wie dies besonders deutlich aus Fig. 2 hervorsonstigen Stutzen oder Behältern oder zu einem geht. Das Kreuzstück 30 konnte auch eine volle Elektrolyscsystem gehörenden Teilen oder auch an- 15 Scheibe sein. In diesem Fall sind vorteilhaft Durcheinander zur beliebigen Verfielfachung zu befestigen brüche am Teilstück 28 angebracht. ■'.../■ und die Zuleitung und Abführung des Elektrolyten In das vorgenannte Teilstück 28 der Anode ragt den gegebenen Verhältnissen anzupassen. Aus die- die als Ganzes riiit 40 bezeichnete Kathode mit ihrem sem Grund ist es auch besonders günstig, wenn die vorderen Ende so weit hinein, daß der Abstand des Stutzen und die Ansätze einander grundsätzlich glei- 20 inneren Endes dieser Kathode von dem Kreuzstück chen und jeweils durch einen Stopfen verschlossen 30 verhältnismäßig klein, im wesentlichen von der werden können oder an diese Teile eine Leitung an- Größenordnung des .Abstandes »ü« zwischen dem geschlossen werden kann. Teilstück 28 und der Kathode, ist. Die Kathode ist

Ferner können noch weitere Zugangsstellen in das in dem vorliegenden Beispiel innen hohl und an ihrem ·■' Innere des Behälters, beispielsweise in Form von 25 Boden 41 verschlossen, so daß sie in ihrem Innern einem oder mehreren weiteren Stutzen, vorgesehen einen Thermoschalter 43 aufnehmen kann,, dessen sein, durch die in das Behälterinnere abgedichtet eine Zu- und Abfuhrleitungen 44 und 45 sich im Innern oder mehrere Überwachungselektroden ragen, die zur der Kathode befinden und bis nach außerhalb geÜberwachung des Elektrolytstandes dienen und die maß der F i g. 1 geführt sind. ......

über entsprechende Vorrichtungen bei Erreichen 30 Erwähnt sei noch, daß der Behälter 10 und auch

eines Niedrigstandes des Elektrolyten den Elektro- die Gewindestopfen aus einem Isoliermaterial, /bei-

lysestrom abschalten. . spielsweise aus einem Kunststoff, bestehen können,

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der so daß hierdurch die Elektroden bereits gcgeneinan-

Erfindung dargestellt. Es zeigt der isoliert sind. In dem im Behälter vorhandenen

Fig. 1 einen Axialteilschnitt durch; eine Elektro- 35 zylindrischen Innenraum 48 sind dann die aktiyen

lysezelle gemäß der Erfindung, . .. Teile der beiden Elektroden konzentrisch ineinander

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie2-2 der angeordnet und weisen voneinander und,von der

Fig. 1, . Innenfläche des Behälters gleiche Abstände auf. --■■·■;;-.-'

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer ersten Am Behälter 10 sind zwei Stutzen 50 und 51 vpr-

Anordnung einer Vielzahl von Elektrolysezellen, 40 gesehen und ferner noch zwei Ansätze;54 und 55;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zweiten die alle vier gleich ausgebildet sein können. In dem

Anordnung einer Vielzahl von Elektrolysezellen, Ausführungsbeispiel ist an die Stutzen 50 und 51

Fig. 5 eine'schematische Darstellung einer dritten je eine Leitung 60 und 61 angeschlossen, wobei die Anordnung einer Vielzahl von Elektrolysezellen. eine Leitung zur Zufuhr und die andere zur Abfuhr . In der Ausführungsform einer Elektrolysezelle ge- 45 des Elektrolyten dienen kann, so daß also in diesem maß den Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein zylindrischer Fall das Teilstück20 der Anode verschlossen wäre, Behälter bezeichnet, der an seinen beiden offenen sofern nicht durch die Anode ein weiterer Zu-joder Enden jeweils durch ein als Ganzes mit 11 bzw. 12 Abfluß oder gegebenenfalls auch eine weitere zubezeichnetes Verschlußglied verschlossen ist. Da die sätzliche Flüssigkeit eingeführt werden soll, beiden Verschlußglieder 11 und 12 einander in allen 50 Sofern die Stutzen oder auch die Halteansätze nicht wesentlichen Teilen gleichen, wird im folgenden nur zur Zu- und Abfuhr von flüssigen oder gasförmigen eines der beiden des näheren beschrieben, wobei für Stoffen verwendet werden, sind sie gegen die Atmosdie Einzelteile der beiden Glieder die gleichen Bezugs- phäre abgedichtet. Dies kann bei einem volldurehziffern verwendet werden. . . : bohrten Stutzen oder. Halteansatz durch einen ein-;

Das Verschlußglicd 11 weist einen Gewindestopfen 55 geschraubten Stopfen geschehen, der, wie bei 65 an-14 auf, der mit seinem Außengewinde in ein ent- gedeutet, in den Halteansatz 55 eingeschraubt ist. Gesprechendes Innengewinde des Endes des Behälters gebenenfalls können die.Stutzen oder Haltcinsätzc 10 eingeschraubt ist, wobei zwischen der Behälter- bei NichtVerwendung zum Anschließen von Lcitunstirnfläche und dem Gewindestopfen ein Dichtungs- gen fest durch ein Wandstück verschlossen sein, wie ring 15 vorgesehen ist. Der Gewindestopfen 14 bzw. 60 dies für den Halteansatz 54 bei 53 angedeutet ist. das ganze Verschlußglied wird von dem rohrförmigen Zweckmäßig ist jedoch hier ein Sackloch mit Gewinde zylindrischen Teilstück 20 einer als Ganzes mit 21 vorgesehen.

bezeichneten Anode durchdrungen. Die Abdichtung Ferner können noch weitere Zusatzstutzen für das

zwischen dem Gewimlestopfen 14 und dem Teilstück Anbringen von Überwachungselektroden oder son-.

20 geschieht mit Hilfe einer Stopfbuchsendichtung 65 stigen Steuer-und/oder Anzeigeelementen angebracht

23/die an sich bekannt ist und daher nicht des nähe- sein. In Fig. 1 sind zwei solcher Zusatzstulzen

ren beschrieben zu werden braucht. An dem Teil- und 68 vorgesehen^ von denen 68 wegen Nichtver-

stück 20 der Anode ist rein schematisch eine elek- wendung mit einem eingeschraubten Stopfen 66 ver-

Claims (8)

1. schlossen ist, während im anderen, nämlich, 67_? eine Überwadiüngiblcktrode 69',' m ' einem;..^! Isblierträger 69^angeordnet ist.'"'' ^:!;.'¹."' ■'';'" "'' ;.\!V ".'',., '.''''„ )',..:', ^;: In den Fi gV3, bis 5 sind schernatisch verschiedene Arten.derAnordnung' einer ,Vielzahl¹ von Elektrblyse₇ zellen dargestellt, in diesem Zusammenhang sei erwähnt,daß sicIiEIektrolysezellen gemäß der Erfindung gerade·Wegen,,ihrer Bauart und .der verschiedenen .MÖgIichkci|cri"'dcr\cIek'trischen''^rAnscHiüsse'urid ferner; der beliebigen" Befestigung in Kombination b& ίο sonders vorteilhaft verwenden lassen. ';.;.. , ; In Fi g. 3 sind' die Elektrolysezellen jeweils mit 70 bezeichnet und sind parallel zueinander an zwei elektrische Zuleitungen 71 und 72 angeschlossen. Die Elcklrolylzuführung und, -abführung geschieht über Leitungen, die insgesamt mil 74 bezeichnet sind, wobei in dem vorliegenden Beispiel eine gemeinsame Zu- und Abführleitung vorgesehen ist, von der jeweils Leiturigerr75 zu den einzelnen Elektrolysezellen abzweigen. In Fig. 4 sind die Elektrolysezellen mit 80 bezeichnet und weisen eine gemeinsame elektrische Zufuhrleitung 81 und getrennte Abfuhrleiturigen 82 auf. Die Zu- und Abfuhrleitungen für den Elektrolyten sind mit 84 bezeichnet. ' Ίη F i g. 5 sind die Elektrolysezellen mit 90, die elektrischen Zu- und Abfuhrleitungen mit 91 und 92 und die Verbindungen zur Zu- und Abfuhr des Elektrolyten mit 94 bezeichnet. Erwähnt sei noch, daß dic^: Elektrolysezellen so dicht beieinander sein können, daß ein kurzes Verbindungsstück jeweils zwei Stützen bzw. Halteansätze verbindet, so daß auf diese Weise auch die Elektrolysezellen mechanisch miteinander verbunden und zu einem einheitlichen stabilen System vereinigt sind. Die Zu- und Abführungen des Elektrolyten können dann in ganz anderer • Weise angelegt werden, wenn sie durch die Elektroden hindurch erfolgen. Derartige Schemata und noch weitere Anordnungen können ohne weiteres von jedem Fachmann aufgestellt werden. All dies zeigt, daß gerade diese als Baueinheit ausgebildete Elektrolysezelle sich in besonders günstiger Weise für Kombinationen beliebiger Art, und zwar beliebiger elektrischer Zuführungsarten und beliebiger Elektrolyten-Zuf ührungsarten, eignen. Die Gasableitung kann durch die gleichen Anschlüsse wie für die Flüssigkeit oder auch an getrennten Stellen erfolgen, wozu dann Elektroden und/oder Stutzen verwendet werden können! ί > :' ^: ■.'·■■■

   ,.,; Γ Patentansprüche: ..

   ; · l.i Zylinderförmige Elektrolysezellen zum Elektrolysieren eines Elektrolyten, der an einer ,,. stangenförmigen Kathode.und. einer, die Kathode ■ 'umgebenden iAnode vorbeiführbar ist, wobei_;die . äußeren ,Enden' der"; Elektroden _;in ,,den, den zyliriderfÖrmigeri Behälter abschließenden ..Ver- _:. schiußgiiedern abgedichtet gehalten -sind,'-da d u rc hg e ic e η η ζ e i c Ii η et,. daß'" mindestens ein Ende des zyliriderförmigen Behälters (10) ein Innengewinde aufweist, in das unter Abdichtung an der Behäiterstirnwand ein ein Durchgangsloch ;^: aufweisender Gewindestopfen (14) ,eingeschraubt ist, iri dessen Innengewinde eine Stopfbuchsendichtung (23) eingeschraubt ist, die eine Elek-" trode (21, 40) abgedichtet festhält. \'-" · :
2. 2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die eine Elektrode, vorzugsweise die Anode (21), ein rohrförmiges, vorderes Teilstück (28) aufweist, in das die andere Elektrode (40) eingreift.
3. 3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (21, 40) auf einem wesentlichen Teil ihrer aktiven Längen ineinandergreifen.
4. 4. Elektrolysezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine, gegebenenfalls beide Elektroden (21, 40) zur Zufuhr und Abfuhr des Elektrolyten oder von Zusätzen ganz oder teilweise hohl sind.
5. 5. Elektrolysezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (40) als Rohr mit einem in das Innere des Behälters (10) ragenden geschlossenen Ende ausgebildet ist.
6. 6. Elektrolysezelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern einer Elektrode, vorzugsweise der Kathode (40), ein Thermoschalter (43) angeordnet ist.
7. 7. Elektrolysezelle mit mindestens zwei am Behälter angebrachten Stutzen, die zur Halterung und/oder zur Zu- und/oder Abfuhr des Elektrolyten verwendbar sind, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (10) mindestens zwei Halteansätze (54, 55) aufweist, die zum gleichen Zweck wie die Stutzen (50, 51) verwendbar sind und vorzugs-

   ■ weise einander gegenüber liegen und axial gegeneinander versetzt sind.
8. 8. Elektrolysezelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Stutzen (50, 51) und ein Halteansatz (54, 55) einander diametral gegenüber liegen und alle vorzugsweise in einer Axialebene angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen