專利名稱：電解裝置的制作方法
背景技術(shù)：
(i)發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及電解裝置的制備，尤其有關(guān)雖不是唯一必需地適用于焊接的電解裝置。
(ii)已有技術(shù)的說明已制成的傳統(tǒng)的電解裝置用于從水中制取氫和氧。這種氫氧產(chǎn)物的一種用途是應(yīng)用在焊接設(shè)備上以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用于氣焊的氧乙炔混和物。氫氧的許多其它應(yīng)用對熟悉本技術(shù)的人來說將是顯而易見的。然而，基于將水水解成氫和氧的焊接設(shè)備的制備可能有一些特別的問題。
現(xiàn)在的已有技術(shù)的水解設(shè)備包括數(shù)個(gè)蹄鐵形室以及數(shù)個(gè)電解室，這些電解室采用在一基本呈矩形的電解室內(nèi)的多塊電極板和在所述電極板之間的多塊隔膜片，以使氫和氧在電解室內(nèi)分開。這種隔膜片通常包括在相鄰電極板之間的絲織布、聚酯織布或多種其它塑料薄膜，所述電極板可使電荷從一塊板傳向另塊板，都可阻止在溶液內(nèi)氣泡的自由流動(dòng)。
這種電解室的使用可使氫和氧從它們生成瞬間分開，并且氫和氧在焊機(jī)或類似裝置的頭部上必需結(jié)合之前一直被保持在遍布于裝置的分開導(dǎo)管內(nèi)。
使用這種技術(shù)在采用不可滲透的膜片時(shí)涉及復(fù)雜的制造，與其它結(jié)構(gòu)相比需要有更高級的維護(hù)保養(yǎng)以及有效的氣體生成量也較少。尤其是，在一個(gè)電解室內(nèi)采用數(shù)個(gè)同心圓筒形電極可以獲得更有效的氣體生成，然而，在提供可避免于電解室內(nèi)生成氫和氧混和氣體的不可滲透的隔膜片或其它隔片時(shí)存在著制造方面的一些困難。
從同心的圓筒形電極上產(chǎn)生的氣體可以以在被生成時(shí)其混和的形式使用或以后被分成氫和氧的成分。在任何一種情況時(shí)，要在電解室本身內(nèi)部避免氫和氧混和氣體生成是困難的。因此，必需結(jié)合一種一旦故障使在電解室內(nèi)發(fā)生著火就可防止易揮發(fā)的氫和氧混和物在室內(nèi)爆炸的合適的安全裝置。
這種焊接裝置所遇到的另一問題在于，通過水解過程生成氫和氧可使一些飽和水蒸汽留在氣體發(fā)生室內(nèi)。這通?？梢允侨莘e的百分之三的值，而在電焊機(jī)要求燃燒的情況時(shí)飽和水蒸汽可以具有使火焰溫度從3000℃降低到2500℃的作用。在已生成氣體內(nèi)的飽和水蒸汽還產(chǎn)生其它的問題，例如凝結(jié)在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)和對安全裝置的腐蝕。
(iii)本發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于容納電解室的容器，這種容器可克服已有技術(shù)的許多缺點(diǎn)和提供迄今人們未知的一些優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是至少為公眾提供一種有用的選擇。
此外，本發(fā)明至少一方面的一個(gè)目的是提供一種氣體干燥裝置，這種裝置可以克服已有技術(shù)的許多缺點(diǎn)和提供迄今人們未知的一些優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的是為公眾提供一種有用的選擇。
(iv)發(fā)明概述因此，在第一方面，本發(fā)明可以被概括地說成是在于提供一個(gè)用于電解裝置的容器，其中所述容器是一個(gè)壓力容器，它含有多個(gè)被絕緣件間分開的同心的圓筒形電極和設(shè)在所述同心圓筒體一端上的至少一塊端板以及包括可允許流體和氣體在所述圓筒體之間流動(dòng)的一個(gè)裝置；而所述壓力容器包括一圓筒形的外殼，所述外殼具有被連接在所述圓筒形外殼相對端上或與所述相對端相鄰地被連接的兩塊橫向的平面端板。
在另一方面，本發(fā)明可以被概括地說成是提供一種氣體干燥裝置，所述氣體干燥裝置包括一干燥室和一進(jìn)入所述干燥室內(nèi)的進(jìn)給閥，其中所述干燥室的橫截面大于一個(gè)所述值的孔，并且所述干燥室還包括一個(gè)被絞成的冷凝表面，該表面允許氣體通過所述表面的各股之間的孔，而所述表面的絞合股提供了用于水蒸汽冷凝的表面積。
本發(fā)明的應(yīng)被認(rèn)為是新穎的其它方面而通過下面的說明將變得更明顯。
(v)附圖的簡要說明現(xiàn)將參照下面的附圖來說明本發(fā)明，這些附圖中

圖1是通過這種裝置一實(shí)施例的壓力容器的剖視圖；圖2是圖1的壓力容器的俯視圖；圖3是通過圖2的剖切線D-D的剖視圖，為清楚起見圖中省略了電極圓筒體；圖4是顯示圖3的細(xì)節(jié)A的部分剖視圖；圖5是圖2的細(xì)節(jié)B的部分剖視圖；和圖6是通過本發(fā)明另一實(shí)施例的氣體干燥裝置的剖視圖。
(vi)較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明現(xiàn)參照這些附圖，本發(fā)明的一方面包括一個(gè)壓力容器1，所述壓力容器含有一具有一系列互相套入的同心圓筒體2的形式的電解裝置。所述圓筒體2起著在電解室內(nèi)的電極的作用，而一種電解質(zhì)，例如氫氧化鉀，可以用于與所述圓筒體結(jié)合在一起。最里面的圓筒體3和最外面的圓筒體4可以起用于裝置的外部電極的作用。如在圖1中可以看到的那樣，所述內(nèi)筒體3通過連接螺栓6與壓力容器的外側(cè)相連接以為該電極提供帶有在壓力筒體外部的一個(gè)連接點(diǎn)。
當(dāng)這種型式的電解裝置用于生成氫和氧以接著供在焊接裝置或類似裝置內(nèi)燃燒時(shí)，就必須安裝安全裝置以確保電解裝置不會由于在電解室本身內(nèi)部的點(diǎn)火而爆炸。在大多數(shù)形式中，這可以通過提供多個(gè)安全裝置來防止在電解室內(nèi)的點(diǎn)火。在本發(fā)明的型式的裝置中，這可能是難于實(shí)現(xiàn)或很昂貴的。本發(fā)明基于一種不同的，甚至相反的解決所述問題的方法。這種方法是要防止產(chǎn)生任何損壞的故障點(diǎn)火而不是防止點(diǎn)火本身發(fā)生。因此，本發(fā)明試圖提供這樣一種壓力容器，這種壓力容器可以安全地控制它本身內(nèi)部點(diǎn)火。為此目的，壓力容器1要設(shè)計(jì)得可承受大約1000磅/平方英寸表壓的內(nèi)部壓力，盡管容器本身的正常工作壓力僅僅約為20至40磅/平方英寸而最大的工作壓力為50磅/平方英寸表壓。被設(shè)計(jì)得可滿足英國標(biāo)準(zhǔn)5500的一個(gè)壓力容器是合適的。
為了使電解室有效地工作，所述的同心圓筒體應(yīng)通過絕緣件等間距分開并在電極7和8上設(shè)置端蓋，所述端蓋支承著電極并阻止流體從在相鄰圓筒體間的各室流向除了直接相鄰室之外的任何室。這可以通過在一個(gè)端蓋8內(nèi)提供通道和擋板而予以設(shè)置以提供遍布整個(gè)裝置的最大的流動(dòng)路徑并防止在不相鄰室之間流動(dòng)的短路循環(huán)。
為了提供這樣一種布置，就必需提供一個(gè)外壓力容器1，這個(gè)壓力容器設(shè)置與在傳統(tǒng)的壓力容器上的常用的拱形兩端相對的橫向平端板。這兩個(gè)端板11和12可以分別與壓力容器1的外殼4的兩端13和14相鄰地安裝。
為了適應(yīng)在壓力容器1內(nèi)接著點(diǎn)火可能產(chǎn)生的壓力，外殼4可以用管壁厚度系列20號的鋼管制成，而端板11和12用鍋爐鋼板，例如25毫米厚或最好具有至少大于20毫米的厚度的鍋爐板制成。
如圖2和3中所示，所述壓力容器還必須提供用于進(jìn)入壓力容器本身內(nèi)部的進(jìn)口和出口的注入口16和其它的插口17。這些注入口和插口還必須適應(yīng)由在容器內(nèi)部點(diǎn)火所施加的壓力以保證在這樣一種情形時(shí)插口本身不會分開。
現(xiàn)詳細(xì)地參看圖4，端板，例如端板12可以被設(shè)置在與端部14相鄰的外殼4的邊緣內(nèi)。可以提供一個(gè)經(jīng)焊接的連接件18以將端板14連接到壓力筒體1的壁4上。已發(fā)現(xiàn)接近端板12深度一半的焊接，即使在壓力容器內(nèi)點(diǎn)火時(shí)也可以保持筒壁14和端板12之間的連接而滿意地工作。
現(xiàn)請參照圖5，適合壓力容器充氣的重載型插口還可以圍繞插口16的整個(gè)圓周設(shè)置經(jīng)焊接的連接件19以提供在插口16與壓力容器1的壁4之間的牢固連接。
在所述電解室內(nèi)，被用的一種電解質(zhì)的氫氧化鉀是腐蝕劑，而為避免損壞鋼制零件，可以完全采用鍍鎳鋼?；蛘?，一些特種牌號的不銹鋼也可適合。采用鍍鎳鋼不但可以阻止被氫氧化鉀腐蝕，而且還增加了導(dǎo)電能力。
在所述室內(nèi)的絕緣零件或在用在室內(nèi)或與室結(jié)合的其它非金屬零件可以用高分子量的聚乙烯，而更理想是用超高分子量的聚乙烯或尼龍11制成。
這種型式的一個(gè)同心的室能夠具有高效率的氣體生成。在按本發(fā)明制作的一個(gè)典型的室上，34伏和250安培的電輸入理論上可以獲得每小時(shí)4立方米的氣體生成量。這是在一個(gè)特定的板區(qū)域上得到的，而其它區(qū)域要限制測定室的理論產(chǎn)量。事實(shí)上，一個(gè)每小時(shí)3.6立方米的實(shí)際產(chǎn)量已是可能的。
氣體發(fā)生的這樣一個(gè)例子可以在一個(gè)相同室上重復(fù)進(jìn)行并且可以發(fā)現(xiàn)200安培的輸入電流可提供一個(gè)每小時(shí)3.2立方米的理論產(chǎn)量和每小時(shí)2.88立方米的實(shí)際產(chǎn)量。
這樣就可以看到，由具有這種布置的室獲得的實(shí)際產(chǎn)量可以超過按板面積計(jì)算的理論氣體生產(chǎn)量的百分之九十。
在本發(fā)明的另一方面，提供有一種如圖6中所示的氣體干燥裝置。
由水解產(chǎn)生的氫氧混和物通過一供給管或類似件21由一進(jìn)給閥或噴咀22供向干燥室23。通過設(shè)在對著極大的室23的閥22和出口上的小孔使氣體用很高的速度增量便可以使包含在氣流中的許多的水蒸汽冷凝。
此外，干燥室23可以在離它的進(jìn)口22和出口25的中間含有經(jīng)絞的冷凝表面24。這個(gè)經(jīng)絞的冷凝表面24可以提供進(jìn)一步冷卻和重的水分子收集其上的一個(gè)表面由此當(dāng)氣體通過室23時(shí)對氣體提供進(jìn)一步的干燥。
所述經(jīng)絞的冷凝面24可以是一種纖維人造棉，而一種不銹鋼棉被發(fā)現(xiàn)是尤其地合適。在其它的一些優(yōu)點(diǎn)中，所述不銹鋼棉晨氣流中可不腐蝕并提供一種如同一個(gè)附加安全點(diǎn)的一種火焰擋板的功能。被收集在于燥室23內(nèi)的冷凝液可以通過排出管26被排向一個(gè)傳統(tǒng)的水收集箱270這樣收集到的水然后可以通過出水管28回到裝置的剩下部分供進(jìn)一步電解。
為與電解室本身相協(xié)調(diào)，所述干燥室23可以包括按英國標(biāo)準(zhǔn)5500制作的一個(gè)壓力容器以適應(yīng)在容器內(nèi)的氣體點(diǎn)火。在此例中，所述壓力容器23可以具有包括一個(gè)末端為拱頂?shù)膲毫θ萜髟趦?nèi)的任何方便的形狀。
這樣可以看出，本發(fā)明提供了一種用于電解裝置殼體的壓力容器，這種壓力容器可符合英國標(biāo)準(zhǔn)5500、并適應(yīng)在壓力容器內(nèi)的潛在點(diǎn)火，同時(shí)對壓力容器提供橫向平面端部以容易地容納作為室裝置一部分布置的同心的圓筒體。
此外，本發(fā)明提供了一種可從形成的氣流中去除水蒸汽的氣體干燥裝置以便在其預(yù)定的較理想的使用如一個(gè)焊接裝置中改善裝置的工作。
在前述的說明中，雖然它參照具有大家所知等同物的本發(fā)明的具體的零件或整體件進(jìn)行了描述，然而當(dāng)如果一個(gè)個(gè)單獨(dú)地提出時(shí)這些等同物都應(yīng)包括在本發(fā)明內(nèi)。
雖然已通過舉例并參照本發(fā)明的可能的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但應(yīng)理解到，在不違背如在所附權(quán)利要求書中所確定的本發(fā)明的范圍和精神的情況下還可以對這些實(shí)施例作出一些修改或改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于電解裝置的容器，其特征在于，所述容器是一個(gè)壓力容器，它包含多個(gè)被絕緣件間分開的同心的圓筒形電極和設(shè)在所述同心圓筒體的一端上的至少一個(gè)端板并且包括可允許流體和氣體在所述圓筒之間流動(dòng)的數(shù)個(gè)孔；所述的壓力容器包括一個(gè)圓筒形外殼，它具有連接在所述圓筒形外殼的相對端上或相鄰所述相對端連接的橫向平端板。
2.如權(quán)利要求1所述的用于電解裝置的壓力容器，其特征在于，所述圓筒形外殼和端板是用鋼制成。
3.如權(quán)利要求2所述的用于電解裝置的壓力容器，其特征在于，所述的端板被輕輕地定位在所述外殼內(nèi)并被焊接成與所述外殼連接。
4.如權(quán)利要求3所述的用于電解裝置的壓力容器，其特征在于，所述圓筒形外殼包括一段管壁厚系列20號的鋼管。
5.如權(quán)利要求4所述的用于電解裝置的壓力容器，其特征在于，所述端板由具有大于或等于20毫米的厚度的鋼板組成。
6.如權(quán)利要求5所述的用于電解裝置的壓力容器，其特征在于，所述端板于其基本一半厚度的深度處被焊接到所述的外殼上。
7.一種含有一干燥室的氣體干燥裝置；一進(jìn)給閥進(jìn)入所述的干燥室內(nèi)，其特征在于，所述干燥室具有大于所述閥孔的橫截面，所述干燥室還包括一個(gè)經(jīng)絞的冷凝表面，該表面可允許氣體通過在所述表面絞股間孔，所述表面的絞股提供用于冷凝水蒸汽的一個(gè)表面區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的氣體干燥裝置，其特征在于，所述經(jīng)絞的冷凝表面由一種纖維人造棉組成。
9.如權(quán)利要求8所述的氣體干燥裝置，其特征在于，所述的人造棉由不銹鋼棉組成。
10.如權(quán)利要求7所述的氣體干燥裝置，其特征在于，所述經(jīng)絞的冷凝表面附加地起著一種火焰擋板的作用。
11.一種用于電解的壓力容器，其特征在于，它基本上如參照附圖所作的前述說明那樣。
12.一種氣體干燥裝置，其特征在于，它基本上如參照附圖所作的前述說明那樣。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于一個(gè)電解裝置的壓力容器，該容器有一個(gè)外殼和在所述圓筒形外殼上的經(jīng)焊接的平面端板。壓力容器的圓筒形形態(tài)連同平面端板提供了一種用于同心圓筒形電極的殼體的方便的裝置，用于通過電解生成具有混和形式的氫和氧，而所述壓力容器能夠經(jīng)受住在容器內(nèi)氫氧混和物的點(diǎn)火。本發(fā)明還提供一種氣體干燥裝置，該裝置在一膨脹室內(nèi)使用一種人造棉，例如不銹鋼棉，一方面干燥氣體，另外還用作一火焰擋板。
文檔編號B01D53/26GK1144544SQ95192016
公開日1997年3月5日 申請日期1995年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月8日
發(fā)明者約翰·丹尼爾·克里斯琴 申請人:水氣新西蘭有限公司